Marvin Tanenbaum geselecteerd als Howard Hughes Scholar

Marvin Tanenbaum is door het Howard Hughes Medical Institute uitverkozen tot International Research Scholar. Dit is een hele bijzondere erkenning voor biomedische onderzoekers wereldwijd, die ze in staat stelt om met een budget van 650 000 dollar verspreid over vijf jaar hun lange-termijn onderzoeksplannen te realiseren.

Tanenbaum: “Bij HHMI zeggen ze dat ze echt in mensen investeren, niet in projecten. Dus het is een erkenning van het belang van mijn eerder onderzoek en het laat ook zien dat ze geloven dat ik nog meer te bieden heb.” Tanenbaum gaat het geld gebruiken voor zijn onderzoek waarin hij genen in actie bekijkt in levende cellen en weefsels.

Genen in actie

In elke cel van ons lichaam zitten onze genen die bepalen of we lang of kort zijn, blauwe of bruine ogen hebben, maar ook wat de kans is dat we tijdens ons leven darmkanker krijgen. Fouten in de genen kunnen grote gevolgen hebben; het merendeel van de aangeboren ziektes wordt veroorzaakt door fouten in de genen. Echter, de genen zelf hebben geen actieve rol in ons lichaam, het zijn slechts de blauwdrukken voor de productie van eiwitten, de werkelijke werkpaarden in ons lichaam. Elk van de ongeveer 20,000 genen die een mens heeft, bevat de informatie om 1 type eiwit te maken, een mens bestaat dus ook uit een collectie van 20,000 eiwitten. Echter, in geen enkel weefsel worden all 20,000 eiwitten geproduceerd. Genen kunnen selectief aan of uit gezet worden om de juiste groep van eiwitten te produceren in het juiste cel type. Zo oefenen huidcellen hele andere functies uit dan cellen in de lever, en dit wordt mogelijk gemaakt doordat de cellen in de lever andere genen aanzetten, en daarmee andere eiwitten produceren, dan huidcellen. Het aan- en uitzetten van de juiste genen is dus essentieel voor het correct functioneren van onze verschillende celtypes en weefsels. Mis-regulatie van de genen is een van de belangrijkste oorzaken van vele ziektes, waaronder kanker.

Tot voor kort kon de activiteit van onze genen (i.e. welke genen wel, en welke genen geen eiwitten produceren) in een bepaald cel type alleen statische in kaart worden gebracht, omdat voor een dergelijke meting de cellen kapot gemaakt moeten worden. Hierdoor is het moeilijk om te onderzoeken hoe gen-activiteit over de tijd verandert en hoe gen-activiteit het (toekomstige) gedrag van een cel beinvloedt. Mijn onderzoeksgroep heeft recentelijk een grote doorbraak bereikt in het onderzoek naar gen-activiteit; wij zijn erin geslaagd door middel van geavanceerde microscopie in levende cellen de productie van eiwitten waar te nemen, en dus de activiteit van genen live te observeren en te meten. Dit onderzoek is in 2016 in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Cell gepubliceerd (Yan et al., 2016, Cell). Met behulp van deze nieuwe technologie kunnen wij nu allerlei belangrijke vragen beantwoorden over de mechanismen die ten grondslag liggen aan de regulatie van gen-activiteit en kunnen wij bestuderen hoe cellen omgaan met fouten in gen-activiteit. Zo zijn wij er recent voor het eerst in geslaagd om in levende cellen verstoorde gen-activiteit waar te nemen die wordt veroorzaakt door mutaties in het TPI gen die de ernstige genetische ziekte Triosephosphate isomerase deficiency veroorzaken. Door het live observeren van TPI gen activiteit, hebben wij ontdekt dat dit het gemuteerd gen selectief uit wordt gezet en het moleculaire mechanism dat hier aan ten grondslag ligt ontrafeld.

Om dit baanbrekende onderzoek naar gen-activiteit uit te kunnen bouwen, wil de Tanenbaum groep gebruik gaan maken van een geavanceerde microscoop, waarmee ze voor lange tijd individuele cellen kunnen observeren om hun functionaliteit te bepalen, en tegelijkertijd de activiteit van verschillende genen te kunnen meten. Het huidige onderzoek heeft zich beperkt tot cellen die in vitro groeien in celkweek-schaaltjes, maar in de toekomst wil Tanenbaum zijn onderzoek ook uitbreiden naar het bestuderen van genen in de context van complexe weefsels en organen (of organoids).

International Research Scholar committee

Het Howard Hughes Medical Institute (HHMI) is voor deze funding een samenwerking aangegaan met de Bill & Melinda Gates Foundation, de Wellcome Trust, en de Calouste Gulbenkian Foundation. Zij gingen gezamenlijk op zoek naar bijzonder wetenschappelijk talent in de biomedische wetenschappen. In totaal selecteerden zij 41 onderzoekers die samen een bedrag ontvingen van $26.7 miljoen – waarvan dus 650 000 dollar per onderzoeker, verspreid over vijf jaar.