Om een ​​omelet te bakken, je moet een ei door elkaar gooien, en net als Humpty Dumpty kan het nooit meer in elkaar worden gezet. Dit komt omdat het ei tijdens het koken een reeks fysiologische en chemische veranderingen ondergaat, waardoor de chemische bindingen breken en de eiwitten aggregeren, herstructurering en vestiging in een nieuwe, definitieve en onomkeerbare vorm.

Echter, een nieuwe studie van de Universiteit van Tel Aviv suggereert voor het eerst een nieuwe vorm van eiwitaggregatie die zowel omkeerbaar is als positieve fysiologische gevolgen heeft voor cellen. De ontdekking kan uiteindelijk leiden tot nieuwe therapieën voor neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, Parkinson en "gekkekoeienziektes".

De onderzoeksstudie werd geleid door Prof. Martin Kupiec en uitgevoerd door Dr. Kobi Simpson-Lavy, beide van TAU's School of Molecular Cell Biology and Biotechnology, en gepubliceerd in het tijdschrift Moleculaire cel .

Een eiwit "de-blob"?

"De meeste functies in onze cellen worden uitgevoerd door eiwitten. Maar wanneer deze eiwitten aggregeren, ze produceren een 'blob' waardoor ze inactief worden, " Prof. Kupiec zegt. "Eiwitaggregatie heeft de neiging toe te nemen met de leeftijd en leidt tot een aantal menselijke ziekten, vooral die die leiden tot neurodegeneratie."

"Bovendien, wanneer eiwitten een verkeerde configuratie aannemen - wanneer ze verkeerd zijn gevouwen - proberen de cellen de klonten uit elkaar te halen, of om ze op bepaalde plaatsen in de cel op te stapelen, om hun toxisch effect te minimaliseren, Dr. Simpson-Lavy zegt. "Dit proces is in verband gebracht met de ontwikkeling van een aantal neurodegeneratieve aandoeningen, zoals Alzheimer, Parkinson en 'gekkekoeienziektes'."

De nieuwe studie onderzoekt een geheel ander type eiwitaggregatie, die een nieuw mechanisme kan bieden om de activiteit van genen te reguleren volgens veranderingen in de omgeving van de cel.

Het onderzoek voor de studie kwam toevallig tot stand. Terwijl Dr. Simpson-Lavy het metabolisme van suikers in gistcellen bestudeerde, hij merkte op dat een getagde versie van het eiwit dat hij observeerde - Std1 - een heldere vlek vormde buiten de celkern wanneer glucose aan de cellen werd toegevoegd.

Met andere woorden, Std1, die meestal aanwezig is in de celkernen, waar het genoom zich bevindt, belandde in een aggregatie buiten de kernen.

"We vroegen ons af of deze eiwitaggregatie zou veranderen volgens verschillende omstandigheden in de micro-omgeving van de cel, " zegt prof. Kupiec. "En inderdaad, toen de omstandigheden weer veranderden en de glucose op was, het aggregaat loste op en het Std1-eiwit was weer te zien in de kern. Std1 speelt een rol bij het reageren op verschillende suikers in het groeimedium, dus de omkeerbare aggregatie en ontbinding van Std1 stelde de cel in staat snel te reageren op verschillende niveaus van suikerovervloed."

Slecht - en goed - voor jou

De studie suggereert ook dat niet alle eiwitaggregaten 'slecht voor je zijn'. Sommige spelen een belangrijke fysiologische en regulerende rol. Volgens de studie, de "moleculaire chaperonnes" waarvan is vastgesteld dat ze veel neurodegeneratieve ziekten voeden, zijn mogelijk oorspronkelijk bedoeld om de opbouw van niet-pathologische eiwitten te reguleren.

"Deze resultaten kunnen de weg vrijmaken voor mogelijke toekomstige behandelingen die proberen de aggregatie van onomkeerbaar naar omkeerbaar te veranderen, " zegt prof. Kupiec. "Als we erachter kunnen komen hoe we een onomkeerbare aggregatie in een omkeerbare aggregatie kunnen veranderen, het zou mogelijk zijn om neurodegeneratieve ziekten te behandelen en het effect van de aggregaten om te keren.

"Met andere woorden, het kan nog steeds mogelijk zijn om een ​​ei uit een omelet te reconstrueren, ’ merkt prof. Kupiec op.

De onderzoekers onderzoeken momenteel waarom hetzelfde eiwit zich onder verschillende omstandigheden anders gedraagt.