Jag forskar om hur Polycomb och Trithorax medierar genreglering. Utifrån vad vi nu vet är detta det viktigaste epigenetiska regleringssystem som finns i alla flercelliga organismer.
Att vår arvsmassa bestämmer vilka vi är har varit en sanning under en lång tid. Men trots att alla celler i vår kropp innehåller samma information, samma genom, har de väldigt olika funktioner. Skillnaden mellan olika celler är inte den genetiska informationen i sig utan hur informationen används, något som styrs av cellens epigenom. Att celler kan ha olika epigenom är en förutsättning för alla multicellulära organismer och när en cell eller en vävnad förändras och går från att vara frisk till att vara sjuk ändras epigenomet. Forskningområdet som studerar hur vår arvsmassa används kallas epigenetik och handlar om hur en cell kan känna vilken del av arvsmassan, vilka gener, som ska användas och hur den informationen sedan förs vidare, när den cellen delar sig. Detta minne krävs för att celler ska ”komma ihåg” vilken vävnad de tillhör och kallas epigenetiskt minne på grund av att det ärvs oberoende av DNA-sekvensen.
Forskningen i vår grupp fokuserar på studier av Polycomb och Trithorax medierad genreglering. Utifrån vad vi nu vet är detta det viktigaste epigenetiska regleringssystem som finns i alla flercelliga organismer. Polycomb ansvarar för att hundratals viktiga utvecklingsgener hålls avstängda och kontrollerar därigenom celldifferentiering och vävnads-homeostas. Trithorax begränsar Polycomb för att försäkrar att det inte av misstag blockerar gener i celler där de måste användas. Epigenetisk genrepression med Polycombproteiner involverar metylering av histoner. Denna kovalenta modifiering tjänar som ett molekylärt märke som försäkrar att båda kopiorna av en målgen fortsätter att undertryckas efter DNA-replikation. Trithoraxproteiner metylerar också histoner. Men denna metylering är inte nödvändig för att stoppa Polycomb, vilket antyder andra, oupptäckta icke-histonsubstrat. Hur underlättar histonmetylering Polycomb-repression? Vilka substrat metylerar Trithoraxproteiner för att motverka det? Att hantera dessa utmanande frågor är huvudsyftet.
Vi utför våra experiment i bananflugor, Drosophila melanogaster, och odlade humana celler. I det här syftet kommer vi att använda en kombination av genetiska och biokemiska tekniker och avancerad numerisk modellering, där vår grupp har erkänd expertis.
En fortsatt framgångsrik utveckling av terapier som till exempel individualiserad medicin och stamcellsterapier beror till stor del på vår förståelse av genexpressions-program och på vår förmåga att modifiera dessa program på ett sätt som är stabilt under flera cellgenerationer. Vårt mål är att främja utvecklingen av dessa terapier genom att kartlägga de grundläggande mekanismerna i det epigenetiska minnet.