Een stamcelkolonie (100x vergroot). (foto: © Jonathan Göke/GIS)

Cellen praten met elkaar of althans ze hebben een manier om met elkaar te communiceren. Onderzoekers van het Genoominstituut in Singapore (GIS) en van het Max Planck-instituut voor moleculaire genetica (MPIMG) in Berlijn probeerden er achter te komen welk deel van het erfgoed hierdoor wordt geactiveerd en ontdekten een netwerk waarmee menselijke embryonale stamcellen met elkaar communiceren.
Embryonale stamcellen vormen het ideale ‘bouwmateriaal voor genetici. Die kunnen zich tot ieder celtype ontwikkelen. Hoe dat in zijn werk gaat en wat er dan precies moet gebeuren om zich tot de juiste cel te ontwikkelen is nog grotendeels duister. De onderzoekers kwamen er achter dat embryonale stamcellen signalen krijgen om nog even stamcel te blijven. Daarnaast spelen nog een groot aantal andere factoren om stamcellen in hun ‘maagdelijke’ staat te laten.
Communicatie is wezenlijk in celsystemen. Stamcellen moeten immers ‘weten’ wat ze moeten worden. De signalen activeren een keten aan chemische reacties in de cel, waardoor bepaalde genetische informatie in het DNA wordt ingeschakeld. De onderzoekers konden vaststellen dat een bepaald enzym (het kinase ERK2) bepaalde plaatsen op en buiten het DNA activeert zoals niet-coderende genen en histonen (eiwtten waar het DNA in ‘verpakt’ is), maar ook de celcyclus, stofwisseling en stamcelspecifieke genen.
Bij deze ’tamtam’ tussen de cellen is nog een ander eiwit betrokken:  ELK1. Dat wisselwerkt met ERK2 om de genetische informatie te activeren, maar vervult een korte tijd (1 s) een tegenovergestelde functie. Op de plaatsen op het genoom die niet door ERK2 worden ‘aangesproken’, dempt ELK1 dan de informatie, waardoor de cel niet verandert.
Eerste auteur Jonathan Göke van GIS: “Dat ERK-signaalsysteem is al jaren bekend, maar het is nu voor het eerst dat we hebben gezien wat er allemaal gebeurt in het erfgoed van stamcellen. We hebben veel processen gevonden die verbonden zijn met de signalering, maar we hebben ook onverwachte dingen gevonden zoals die duale rol van ELK1. Het zou interessant zijn om te bekijken hoe dat signaalnetwerk werkt bij andere cellen, in weefsels of bij ziekten.”  Volgens medeonderzoeker Ng Huck Hui is deze studie belangrijk omdat het ons (iets) leert van de manier waarop embryonale stamcellen functioneren.

Bron: Science Daily