3 september

Nieuwe biosensor meet activiteit van controle-enzym MPS1

Terug naar nieuws

Onderzoekers uit de groep van Geert Kops hebben een biosensor ontwikkeld die de activiteit van een bepaald enzym, MPS1, heel nauwkeurig zichtbaar kan maken in levende cellen. Dit enzym is medeverantwoordelijk voor het goed verdelen van het DNA tijdens de celdeling. Als dit niet goed gebeurt kan er kanker ontstaan. Met de nieuwe biosensor ontdekten de onderzoekers dat het MPS1 enzym veel minder actief is in dikkedarmkankercellen. De resultaten van dit onderzoek zijn op 3 september gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Current Biology.

Als cellen delen is het belangrijk dat ze na het kopiëren van hun genetisch materiaal, dit materiaal eerlijk verdelen over de twee nieuwe dochtercellen, zodat die twee cellen exact dezelfde informatie bevatten. Wanneer dat verdelen van het genetisch materiaal, ook wel chromosoomsegregatie, niet goed gebeurt, kan er kanker ontstaan. Om te zorgen dat het proces goed verloopt zijn er bepaalde enzymen die dat proces bewaken. Een van die enzymen is MPS1. “Wij zijn erg in dat enzym geïnteresseerd. Hoe zorgt MPS1 dat het op de juiste plek is, dat het op het juiste manier actief wordt, dat het alle signalen aan of uit zet die aan of uit gezet moeten worden om de chromosoomsegregatie netjes te laten verlopen?”, aldus Geert Kops, onderzoeksleider bij dit onderzoek.

Biosensor

Om het MPS1 enzym goed te bestuderen haalden de onderzoekers inspiratie uit andere studies, die gebruik maken van een biosensor. Zo’n biosensor verandert van fluorescentie, van kleur, op het moment dat het een interactie heeft gehad met het enzym waarop het reageert. Hiermee kun je dus de activiteit van het enzym meten. Kops: “We hebben een biosensor ontwikkeld die alleen maar op dit specifieke enzym reageert, en niet op enzymen die erop lijken. Dat was een technische uitdaging. Het heeft Timo Kuijt, de promovendus die aan dit onderzoekt heeft gewerkt, twee jaar gekost om de sensor te maken. Maar dan kun je er ook hele mooie dingen mee doen”.

Zo plaatsten de onderzoekers de sensor op verschillende plekken in de cel. “De biosensor geeft ons voor het eerst zogenaamde spatieeltemporele informatie over de activiteit van MPS1. We konden meten wanneer het enzym op verschillende plekken in de cel actief is, en wanneer de activiteit weer afneemt”, zegt Kops.

Dikkedarmkanker

Ook al begon dit onderzoek als een fundamenteel interesse in de werking van een bepaald enzym, de onderzoekers zagen ook mogelijkheden voor het bestuderen van kanker. Ze plaatsten de sensor daarom ook in dikkedarmkankercellen, om daar de activiteit van het enzym te onderzoeken. Ze ontdekten dat MPS1 in al die cellen veel minder actief is dan in gezonde cellen. Kops: “Dit suggereert dat er in veel kankercellen iets mis is met de activiteit van het MPS1 enzym. We weten alleen nog niet of dit een oorzaak of een gevolg is van het ontstaan van kanker. Dit gaan we verder onderzoeken. Wat gebeurt er bijvoorbeeld met de kankercellen als je de activiteit weer terugbrengt naar het niveau van een gezonde cel?”

Publicatie

A biosensor for the mitotic kinase MPS1 reveals spatiotemporal activity dynamics and regulation. Timo E. F. Kuijt, Maaike L. A. Lambers, Sonja Weterings, Bas Ponsioen, Ana C. F. Bolhaqueiro, Debbie H. M. Staijen en Geert J. P. L. Kops. Current Biology 2020.

 

 

Geert Kops is groepsleider bij het Hubrecht Institute, hoogleraar Moleculaire Tumorcelbiologie bij het UMC Utrecht, Oncode Investigator en Wetenschappelijk Directeur en hoofd van het Oncode Instituut.