Gewone celdeling (mitose)

Als een cel deelt ontstaan er twee dochtercellen met in principe dezelfde functie als de moedercel, maar bij T-cellen, een type afweercellen, lijkt dat verhaal niet op te gaan. Niet dat T-cellen ineens veranderen in hersencellen, maar ze kunnen wel een andere (afweer)functie krijgen als de moedercel, zo ontdekten onderzoekers van een Amerikaans kinderziekenhuis.
Een cytotoxische T-cel (ook wel doder T-cel genoemd) kan na deling twee dochtercellen vormen die een andere functie hebben. Volgens de onderzoekers zou die functiewisseling te maken met de vereiste flexibiliteit van het afweersysteem.
De onderzoekers zagen hoe een specifiek eiwitcomplex plaats van de translatie van een belangrijke immuuntranscriptiefactor in één regio van de moeder-T-cel vastlegt. Wanneer de cel zich deelt, omdat de transcriptiefactor zich slechts in één deel van de cel bevindt, wordt deze vervolgens asymmetrisch overgeërfd in de twee dochtercellen. Die transcriptiefactor stimuleert de expressie van een reeks genen in één dochtercel, waardoor deze een effectorcel wordt, terwijl de andere een geheugencel wordt.
Volgens Doug Green gebeurt dat vroeg in het leven van de T-cellen en heeft dat veel later effect op de functie. “We hebben een manier ontdekt waarop het afweersysteem zeker stelt dat als T-cellen worden geactiveerd de reactie verschillend zal zijn waarbij sommige cellen, de dodercellen, snel in de aanval kunnen gaan tegen indringers terwijl andere dienen als reserves voor later als geheugencellen.”
Het afweersysteem bestaat uit een heel complex aan verschillende cellen. Een type is die dodercel (CD8+-T-cel of cytotoxische cel). Die wordt geactiveerd door een collegacel die een stukje van een virus of kankercel of wat voor een indringer dan ook, een antigeen, bij zich heeft op het oppervlak. Na die activering delen de T-cellen zich in twee identieke dochtercellen.

Verschillend

Veel van die dochtercellen zijn ook dodercellen, maar sommige dochtercellen helpen het afweergeheugen te vormen voor bescherming in de toekomst tegen deze bepaalde indringer. In eerder onderzoek had de groep rond Green aangetoond dat de dochtercellen van een geactiveerde moeder-T-cel een verschillende hoeveelheid van de transcriptiefactor c-Myc bevatten. Die transcriptiefactor stuwt de activiteit van genen in T-cellen op zodat die effectorcellen (uitvoerders) worden. C-Myc is echter niet erg stabiel en de helft verdwijnt in 20 minuten. Hoe komt het dan dat dat eiwit lang genoeg op de juiste positie in de cel blijft om in een bepaalde dochtercel terecht te komen?

Dat zou iets met het boodschapper-RNA te maken kunnen hebben, dat dient als mal voor het bijbehorende eiwit. Als een onstabiel eiwit in een deel van de cel terechtkomt, dan zou dat komen doordat b-RNA plaatsgebonden is. Dat bleek niet zo te zijn. Wel ontdekten de onderzoekers dat een eiwitcomplex dat c-Myc maakt alleen aanwezig is in de afweersynaps (dat deel van de T-cel dat gevoelig is voor het antigeen).
Dat eiwitcomplex wordt aangeduid met eukaryote translatie-initiërende factor 4F (in afko eIF4F). Daar vindt de translatie (‘vertaling’) plaats van b-RNA in het eiwit c-Myc.

Het b-RNA voor c-Myc heeft iets ingewikkelds aan het eind. Alleen dat eiwitcomplex kan daarmee overweg om c-Myc aan te maken en dus wordt dat eiwit alleen geproduceerd op de plek waar eIF4F aanwezig is. Gelokaliseerd, dus.
De volgende vraag is dan natuurlijk: hoe is het zover gekomen dat eIF4F zich zo aan plaats gebonden heeft? Om daar achter te komen gebruikten de onderzoekers een zogeheten expansiemicroscoop om T-cellen te vergroten zodat ze konden zien hoe eIF4F zich door de cel beweegt. Ze zagen het eiwitcomplex inderdaad naar de afweersynaps bewegen met de ‘machinerie’ die daarbij gebruikt wordt.

Green: “Dit is voor het eerst dat we met zekerheid kunnen zeggen dat twee dochtercellen een verschillend expressiepatroon kunnen hebben. Ook hebben we laten zien dat er basisprincipes zijn in de celarchitectuur om celactiviteiten aan plaats te binden. Dan ontstaat er bij deling een asymmetrie die leidt tot verschillende cellen. Dat hoeft niet bij andere celtypes ook zo te zijn, maar het principe bestaat.”

Bron: Science Daily