Promotie Alexander James Hale

Alexander James Hale van de Den Hertog groep verdedigt op 19 oktober zijn proefschrift “New Players in Zebrafish Caudal Fin Regeneration: Differential Requirement for Protein-Tyrosine Phosphatases”. In zijn proefschrift bestudeert hij de rol van tyrosine-fosfatases voor het teruggroeien van de staartvin in de zebravis. Hale promoveert aan de Universiteit Leiden, waar Jeroen den Hertog professor is.

Hale deed de afgelopen vijf jaar onderzoek naar de regeneratie, het herstellen, van de staartvin in zebravis-embryo’s. Voordat hij begon aan zijn promotie studeerde hij in Engeland. Zijn bachelordiploma haalde hij aan de Universiteit van Manchester en zijn masterdiploma aan het Imperial College in Londen. Nu hij zijn promotietraject succesvol heeft afgerond gaat hij op zoek naar een baan in de synthetische biologie. Hale: “Ik zou het leuk vinden om te kunnen spelen met de chemische structuur van organismen, om in de toekomst betere medicijnen te kunnen maken.”

Vinregeneratie
In tegenstelling tot mensen, zijn zebravissen goed in staat om verschillende organen te herstellen. Zo groeit de staartvin bijvoorbeeld weer terug na amputatie. Door het bestuderen van het regeneratieproces in vissen hopen wetenschappers meer te weten te komen over het mechanisme hierachter. In de toekomst kunnen zij dit proces misschien beïnvloeden in de mens.

Tyrosine-fosfatases
De focus in het onderzoek van Hale was de rol van tyrosine-fosfatases (PTP’s) tijdens de regeneratie van de staartvin. PTP’s spelen een belangrijke rol tijdens basale cellulaire processen, zoals proliferatie (celdeling), differentiatie (specialisatie van cellen) en cel-cel adhesie (hechting van cellen aan elkaar). Na de amputatie van de staartvin van de zebravis wordt er waterstofperoxide geproduceerd, een stof die PTP’s kan oxideren. De oxidatie van PTP’s na amputatie van de vin was echter nog niet eerder aangetoond. Uit het onderzoek van Hale bleek dat van de 33 PTP’s die hij vond in de staartvin, er na staartvinamputatie maar acht door waterstofperoxide geoxideerd worden. Deze PTP’s zouden een rol kunnen spelen in de regeneratie van de vin.

Pten en Shp2 nodig voor vinregeneratie
Van twee PTP’s, Pten en Shp2, onderzocht Hale het belang tijdens de vinregeneratie. Daarvoor heeft hij zebravissen gemaakt die deze PTP’s niet aanmaken. Deze vissen bleken hun staartvin na amputatie niet te kunnen regenereren. Hale liet daarnaast zien dat de vinregeneratie weer normaal verliep wanneer hij deze PTP’s opnieuw tot expressie bracht. Dit toont aan dat Pten en Shp2 nodig zijn voor de regeneratie van de staartvin in zebravis-embryo’s.

Uitgroei van de staartvin
Hale laat in zijn proefschrift ook zien dat Pten en Shp2 beide belangrijk zijn tijdens een specifieke fase van de vinregeneratie. Het regeneratieproces bestaat uit drie fases: eerst vindt wondheling plaats, daarna wordt er een kiemweefsel gevormd en in de laatste fase groeit dit kiemweefsel uit tot een nieuwe staartvin. Alleen de uitgroeifase bleek niet plaats te vinden in de vissen zonder Pten of Shp2.

Mechanisme
Met zijn onderzoek toont Hale het belang aan van (oxidatie van) PTP’s tijdens zebravis vinregeneratie. Op basis van zijn proefschrift kunnen de functie en moleculaire werking van afzonderlijke PTP’s tijdens vinregeneratie verder worden onderzocht, waardoor we meer inzicht krijgen in het mechanisme achter het regeneratieproces. Hale: “Met de resultaten uit ons onderzoek kunnen we een beter beeld krijgen van de processen een rol spelen in de eerste stappen van regeneratie. Daarnaast kunnen wetenschappers met de combinatie van technieken die wij voor ons onderzoek hebben gebruikt, in de toekomst een beter beeld krijgen van allerlei andere processen waarbij PTP’s betrokken zijn.”