Hon följer könscellerna på deras tidigaste resa

När ett embryo fäster i livmodern går de celler som senare ska bli könsceller igenom en märklig process. De placeras till en början utanför embryot och ”vandrar” sedan till sin rätta plats. Qiaolin Deng studerar vandringen och cellernas mognad för att förstå mer om barnlöshet, epigenetiskt arv och cancer.

Qiaolin Deng

Doktor i medicinsk vetenskap

Wallenberg Academy Fellow 2019

Lärosäte:
Karolinska Institutet

Forskningsområde:
Utvecklingsbiologi och reproduktiv medicin

Däggdjurs könsceller, spermier hos hanen och äggceller hos honan, skiljer sig från kroppscellerna genom att de bara har hälften så mycket arvsmassa. De bildas vid en speciell typ av celldelning i könskörtlarna, av celler som har en ovanlig historia. Redan i det tidiga embryot läggs grunden, när de celler som ska bli könsceller måste skiljas från övriga för att inte störas av processer som kroppscellerna går igenom.

– Däggdjur har ett smart sätt att skydda sina könsceller. De placeras först utanför själva embryot. Därifrån vandrar de, under en begränsad period och längs en mycket specifik väg, genom embryot till den plats där könskörtlarna bildas, förklarar Qiaolin Deng, Wallenberg Academy Fellow vid Karolinska Institutet.

Hon forskar främst på möss, som är dräktiga i tjugo dagar. Det tar två till tre dagar för könscellerna att vandra till sitt mål. Långtifrån alla når fram. Qiaolin Deng och hennes kollegor tror att resan genom embryot fungerar som en tidig kvalitetskontroll. Bland annat ska en del ”minnesmolekyler” som är fästa vid cellernas arvsmassa och proteiner, så kallade epigenetiska modifieringar, tas bort på rätt sätt.

– I det allra tidigaste embryot är alla celler lika, men i könscellerna sker en hel del genetisk och epigenetisk omprogrammering. Vi är väldigt intresserade av att studera hur de processerna koordineras samtidigt som cellerna migrerar till könskörtlarna, och dessutom delar sig på vägen.

Celler på avvägar kan orsaka cancer

Mindre än hälften hinner fram innan könskörteln sluter sig. De som blir kvar utanför elimineras – för det mesta. Hur det går till är en av Qiaolin Dengs centrala forskningsfrågor. Celler som inte förstörs utan blir kvar i embryot kan nämligen orsaka vissa typer av barncancer. Att i detalj förstå hur processen fungerar och varför den ibland inte fungerar kan ge ny kunskap om de cancerformerna, men också om andra typer av cancer.

– Vi vill förstå varför kroppen utformat det här strikta övervakningssystemet som eliminerar könsceller som blir kvar i fel miljö? Forskningsresultaten kan också hjälpa oss att förstå varför cancer sprider sig, när kroppen inte lyckas identifiera och förstöra felaktiga celler.

En annan sjukdom Qiaolin Deng studerar är polycystiskt ovarialsyndrom (PCOS), som bland annat gör det svårt att bli gravid. Hennes studier på möss tyder på att det finns faktorer i livmodermiljön hos kvinnor med PCOS som är ogynnsamma för utvecklingen av embryot och könscellerna. Dessutom ger de en ökad risk för barn och även barnbarn till den drabbade, att utveckla PCOS-liknande sjukdomar. Qiaolin Deng planerar nu att fortsätta kartlägga de underliggande mekanismerna.

”Att bli Wallenberg Academy Fellow är som att välkomnas i den bästa familjen. Anslaget ger inte bara finansiering, utan betyder mycket för min personliga utveckling. Det är den bästa vetenskapliga karriärvägen jag kan tänka mig.”

Virusburen streckkod märker cellerna

Qiaolin Deng provar flera tekniker för att följa enskilda celler i musembryon. Bland annat kan gener aktiveras så att könscellerna i olika utvecklingsskeden producerar färgade och lysande proteiner, vilket gör det möjligt att studera deras vandring. En annan metod innebär att cellerna får infekteras av ofarliga viruspartiklar som innehåller en typ av ”streckkod”. Det gör det möjligt att spåra vilka av cellerna som når fram, och vilka som delar sig flest gånger på vägen.

– Vi försöker se om det finns olikheter redan från början som visar vilka celler som kommer att nå fram till könskörteln, och vilka som är bäst på att dela sig. Jag tror att det görs en selektion här, men ingen har studerat det i enskilda celler förut.

Mer kunskap om de gener och signalsubstanser som styr könscellernas mognad och vandring ger inte bara viktiga ledtrådar om sjukdomar och behandlingar. Det kan också lägga grunden för fler och bättre forskningsstudier. I dag är det bara möjligt att odla och studera könsceller i mycket tidiga skeden. Större kunskap om migration och mognad kan förhoppningsvis göra det möjligt för Qiaolin Deng att hitta effektiva sätt att i laboratorium odla könscellerna genom alla deras utvecklingsstadier. Det vore ett viktigt genombrott.

Som att stiga in i en ny värld

När Qiaolin Deng läste till läkare hemma i Shanghai tänkte hon aldrig att hon skulle välja en forskarkarriär. När hon först kom till Stockholm för att besöka sin pojkvän som då hade en tjänst vid Karolinska Institutet fick hon upp ögonen för de möjligheter till avancerad medicinsk forskning och ökad kunskap som fanns där.

– När jag kom hit blev jag helt tagen av den vetenskapliga miljön och undervisningsaktiviteterna. Jag minns fortfarande hur jag tillbringade större delen av dagen i biblioteket och läste böcker som jag aldrig hade sett förut. I dag är kinesiska och svenska laboratorier mer lika, men vid den tiden var det som att stiga in i en annan värld. Jag gjorde ett doktorandprojekt om utvecklingsbiologi och hade sedan turen att rida på en tidig våg av singelcell-teknik. I dag är jag så tacksam för anslaget som Wallenberg Academy Fellow. Det står för forskning på högsta nivå och konkurrensen är hård. Jag hade ingen framgång med min första ansökan och vågade knappast hoppas vid det andra försöket, så det här är verkligen en dröm som går i uppfyllelse. Uthållighet är den viktigaste egenskapen hos en forskare!

Text Lisa Kirsebom
Bild Sanjiv Risal, Qing Luo