41. Communicatie tussen cellen is essentieel in een ontwikkelend organisme
Algemene info
Tijdens de embryonale ontwikkeling wordt vanuit de bevruchte eicel een meercellig organisme gevormd waarin organen volgens een zeer precies patroon gevormd worden om tenslotte aanleiding te geven tot een individu. De bevruchte eicel deelt in een aantal kleinere cellen (klieving), waarna cellen vervolgens zeer gericht met elkaar gaan communiceren opdat een bouwplan (patroonvorming) van het vroege embryo kan neergelegd worden waarbij oa. de kop-staart as, rug-borst as gespecifieerd worden, en cellen een verschillende identiteit verkrijgen. Hierdoor zullen er in de ruimte en de tijd zeer gereguleerde patronen van cel differentiatie optreden en gebeuren er sterke veranderingen van vorm (morfogenese) waardoor zich bv een neuraal netwerk ontwikkelt, kraakbeen in de pootaanleg een bloedvat netwerk enz. Deze communicatie wordt in belangrijke mate verzorgd door gesecreteerde groeifactoren. Belangrijk is dat de ontwikkeling en groei niet stopt bij de geboorte, zelfs niet tijdens het volwassen organisme. Er is immers voortdurend onderhoud of vernieuwing van weefsels nodig (bv. huid, beenmerg) en weefsels moeten hersteld worden na beschadiging. Voor deze adulte herstelprocessen wordt vaak gebruik gemaakt van identiek dezelfde genen en eiwitten die de embryologische fase kenmerken. Daarom is het begrijpen van de processen tijdens de ontwikkelingsbiologie zo instructief voor het begrijpen van deze adulte herstel processen.
Het laatste decenium wordt in de moleculaire ontwikkelingsbiologie veel gebruik gemaakt van transgenese in verscheidene modelorganismen (kikker, fruitvlieg, worm, zebravis, muis) waarbij genen doelgericht gewijzigd worden om zo het effect hiervan en hun functie in de context van een organisme te kunnen bestuderen (verlies-van-functie en winst-van-functie studies).
In onze onderzoeksgroep bestuderen we de rol Smad5 - een intracellulaire effector eiwit van de groeifactoren van de been morfogenetische proteinefamilie (BMPs) – ondermeer in het proces van bloedvatvorming. Het bloedvatstelsel is het eerste functionele orgaan dat zich vormt in een ontwikkelend organisme. Bloedvaten bestaan uit endotheelcellen die het bloedvat aflijnen, en gladde spiercellen/pericyten die de endotheelcellen omgeven en de vaten o.a. rigiditeit verlenen. Voor ons onderzoek maken we muismodellen waarin Smad5 specifiek wordt vernietigd in de endotheel cellen of de gladde spiercellen en onderzoeken wat het effect is op het bloedvat.
Omschrijving
In een notedop wordt uitgelegd hoe we de muismodellen genereren. De leerlingen zullen aan de hand van enkele eenvoudige histologische kleuringen op muisembryo’s aantonen hoe we kunnen visualizeren of een gen afwezig is in endotheel cellen versus spiercellen. Verder zullen ze kennismaken met enkele technieken waarbij de BMP/Smad signaaltransductie cascade verder ontrafeld wordt in vitro in zoogdiercellen door de endotheelcellen recombinante eiwitten (Smad5) te laten aanmaken en het effect hiervan te onderzoeken op de productie van een doelwitgen, en aan te tonen waar het aangemaakte Smad5 zich in de cel bevindt (localisatie).
Begeleiders
An Zwijsen
An Zwijsen is biologe (Antwerpen). Na haar doctoraat (Biochemie,UA, 1995) besloot ze zich te heroriënteren en bestudeert sindsdien signaaltransductie in het muis embryo's. Haar initiatie met het muisembryo kreeg ze gedurende de twee jaar dat ze in een ontwikkelingsbiologisch instituut in Utrecht (Hubrecht Laboratorium, NL) werkte. Deze buitenlandse ervaring was de aanzet voor een nimmer aflatende interesse voor het vroege muisembryo. An is VIB groepsleider en doceert ook een keuzevak ontwikkelingsbiologie aan studenten 1ste licentie Biomedische Wetenschappen. Haar groep onderzoekt de rol van Smad5 tijdens embryogenese.
Lieve Umans
Lieve Umans studeerde af als biologe (Dierkunde, K.U.Leuven). Ze stond één jaar in het onderwijs, maar besloot toen toch het schoolbord in te ruilen voor pipetten en te gaan doctoreren (Centrum Menselijke Erfelijkheid, 1994). Tijdens haar doctoraat zette Lieve een transgene unit op voor het genereren van transgene muizen. Sindsdien heeft Lieve reeds zeer veel transgene muismodellen gegenereerd en geanalyzeerd. Lieve heeft al veel thesisstudenten en doctoraatsstudenten begeleid. Lieve is senior post-doc bij VIB en bestudeert de rol van Smad5 in de bloedvatontwikkeling.
Luc Nelles
Luc Nelles studeerde af als biochemicus in Antwerpen (UA), waar hij ook zijn doctoraat behaalde (Biochemie, UA, 1985). Hij is sindsdien een moleculaire bioloog in hart en nieren. Luc heeft al heel veel onderzoekswatertjes doorzwommen. Zijn uitgebreide experitise, samen met zijn niet aflatende nieuwschierigheid en zijn oog voor nieuwe technologische ontwikkelingen, maakt van hem een echte vraagbaak en zeer centraal persoon in het laboratorium. Luc is VIB-projectleider en onderzoekt o.a. wijzigingen in genexpressiepatronen in cellen na interferentie met een bepaalde signaal transductiecascade. Luc heeft al heel veel studenten en doctoraatsstudenten begeleid en geïnspireerd.
Luc, Lieve en An combineren allen een baan in de wetenschappen met een gezin.
Plaats
VIB-dept. Ontwikkelingsbiologie
Onderwijs en Navorsing,
Nieuwbouw, 8e verdieping
K.U.Leuven
Herestraat 49
3000 Leuven
|