Mus81 – en DNA-uppknytare i jäst
Stina Samuelsson
Förloppet när en cell växer, kopierar sin arvsmassa och slutligen delar sig i två kallas
cellcykeln. Denna utgör en komplicerad process som noga måste övervakas för att en
komplett uppsättning kromosomer ska kunna överföras till de två dottercellerna. Cellcykeln är
därför utrustad med kontrollsystem som bland annat kontrollerar att cellens DNA är helt.
Detta sker både före kopieringen av arvsmassan och innan cellen ska dela sig. Om skador på
DNA’t upptäcks bromsas cellcykeln upp och på så vis ges särskilda reparationssystem tid och
möjlighet att laga arvsmassan. Om detta inte sker kommer cellen vid delning att ge upphov till
två celler med ofullständig eller på annat sätt felaktig arvsmassa.
Det är mycket viktigt att kartlägga dessa kontrollsystem och även deras samspel med
andra system i cellen. Mer kunskap inom området kan ge värdefulla ledtrådar inom många
olika forskningsfält. Ett exempel är cancer, som kan beskrivas som okontrollerad celldelning.
Cellcykeln skenar och detta beror delvis på att dess inbyggda broms, kontrollsystemet, är satt
ur spel. Om inte delningen stoppas kan dessa otyglade celler så småningom utvecklas till en
tumör.
Vid vissa problem i cellen bildas en typ av knutar i DNA som hindrar dess kopiering.
Då krävs särskilda proteiner som har förmågan att lösa upp DNA-trasslet för att kopieringen
ska kunna fortsätta. Jag har studerat proteinet Mus81 som är just en av dessa trassellösare. Det
aktiveras via cellens kontrollsystem vid t ex UV-belysning. Ny forskning tyder på att Mus81
även kan aktiveras via ett helt annat system i cellen, och denna möjliga interaktion har varit
en av utgångspunkterna i mina studier.
Som modellorganism i mina undersökningar av Mus81 har jag använt vanlig jäst,
Saccharomyces cerevisiae. En egenskap hos jäst är att den har en livscykel som gör att den
kan leva med antingen en eller två uppsättningar av arvsmassan, den kan vara antingen
haploid eller diploid. Yttre förutsättningar avgör vilket av de två tillstånden som för tillfället
råder. I mina studier har jag bland annat jämfört proteinet Mus81 i haploida och diploida
celler. Flera resultat tyder på att en modifierad variant av Mus81 finns i olika stor mängd i
dessa två tillstånd. Om man tänker på att funktionen hos Mus81 är att lösa upp DNA-knutar är
detta intressant. Dessa knutar förekommer bland annat naturligt vid en viss typ av reparation
av DNA där kopian av den skadade kromosomen används som mall vid reparationen.
Lagningsmetoden är därför mest använd i den diploida cellen som ju har två kopior av varje
kromosom. Tanken på en skillnad i Mus81 mellan haploida och diploida celler är därmed
förhållandevis logisk.
Andra reultat talar för att det finns flera varianter av aktivt Mus81 i cellen. Detta kan
bland annat betyda att det finns fler sätt att aktivera proteinet på än via den enda kända vägen,
som är via kontrollsystemet. Som jag nämnt har man också i tidigare forskning fått
indikationer på att Mus81 faktiskt interagerar med ett annat system i cellen. Jag har även sett
att mängden Mus81 i cellen ökar efter behandling med det DNA-skadande ämnet
hydroxyurea. Detta överensstämmer med tidigare resultat från både humana celler och
Schizosaccharomyces pombe, en avlägsen släkting till bagerijästen.
I kommande forskning skulle en utökad studie av den potentiella skillnaden mellan
haploida och diploida celler i Mus81 vara mycket intressant, precis som en fortsatt
undersökning av de flera aktiva former av proteinet som verkar finnas i cellen.
Examensarbete i biologi, 20 p, VT 2003
Institutionen för biologisk grundutbildning, Uppsala universitet och Institutionen för cell- och
molekylärbiologi, Göteborgs universitet
Handledare: Per Sunnerhagen och Elizabeth Bilsland-Marchesan
