Signalvägarna

Signalvägarna, eller signaltransduktion, avser de komplexa nätverk av molekylära processer som gör att celler kan uppfatta signaler från omgivningen och översätta dem till cellulära svar. Genom dessa vägar regleras centrala funktioner som tillväxt, differentiering, metabolism och överlevnad, samt svar på stress och miljöförändringar.

Signalerna börjar ofta när ligander binder till en receptor på cellens yta eller i cytoplasman. Receptorerna aktiveras och överför informationen vidare genom transduktionskaskader som inkluderar proteinkinaser, G-protein, adaptorproteiner och sekundära budbärare såsom cAMP, Ca2+, IP3 och DAG. Slutmålet är att förändra aktivitet hos effektorer, exempelvis transkriptionsfaktorer eller metabola enzymer, vilket leder till ändrat cellbeteende. Viktiga drag i signalvägarna är att de ofta förgrenas och amplificeras, att specifitet uppnås genom lokalisering och tidsreglering samt att nätverket stöds av scaffold-proteiner och feedbackmekanismer.

Bland de välkända signalvägarna märks MAPK/ERK som främjar tillväxt och differentiering, PI3K/Akt som reglerar överlevnad och metabolism, JAK/STAT som svarar på cytokiner, TGF-β/SMAD som styr differentiation och homeostas, Wnt/β-catenin, Notch, Hedgehog och NF-κB som är viktiga inom utveckling, immunrespons och inflammation. Många av dessa vägar kommunicerar och påverkar varandra genom vägssamband och kontextberoende respons.

Reglering sker genom fosfataser, ubiquitinering och andra mekanismer som begränsar eller förstärker signalens intensitet och varaktighet. Responsen beror på celltyp, vävnad och miljö samt på kombinationen av signaler som tas emot. Dysreglering av signalvägar är kopplad till en rad patologier, där cancer, diabetes, neurodegenerativa sjukdomar och inflammatoriska tillstånd ofta förekommer.

Forskning i signalvägarna använder tekniker som fosfoproteomik, live-cell imaging och genetiska perturbationer för att kartlägga vägarnas arkitektur och dynamik samt att utveckla målmedicinska behandlingar, inklusive kinashämmare och monoklonala antikroppar.