Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin hebben het moleculaire doelwit van het meest voorkomende toxine geïdentificeerd dat wordt geproduceerd door cyanobacteriën, een groep fotosynthetische bacteriën die verantwoordelijk zijn voor schadelijke algenbloei.

Het toxine, microcystine genaamd, vormt een ernstige bedreiging voor de volksgezondheid, omdat het de lever en het zenuwstelsel kan beschadigen en in verband kan worden gebracht met sommige gevallen van neurodegeneratieve ziekten. Microcystine wordt geproduceerd door cyanobacteriën, of blauwgroene algen, die overvloedig aanwezig zijn in zoetwatermeren, rivieren en estuaria over de hele wereld. Hoewel algenbloei onder controle kan worden gehouden door de nutriëntenniveaus in het water te verlagen, kan het nieuwe onderzoek een nog efficiëntere manier bieden om de impact ervan te verzachten.

"Ons onderzoeksteam veronderstelde dat een voorheen onbekend eiwit het doelwit was van microcystine", zegt hoofdauteur Jeffrey Noel, professor aan het UT Austin College of Pharmacy. "We gebruikten röntgenkristallografie, een techniek waarmee wetenschappers de driedimensionale structuur van een eiwit kunnen afleiden, om de hypothese experimenteel te valideren en te ontdekken hoe microcystine zich aan zijn moleculaire doelwit bindt."

De onderzoekers ontdekten dat microcystine zich bindt aan het eiwitfosfatase 1 (PP1) in cyanobacteriën op een manier die verhindert dat PP1 zijn werk doet door andere eiwitten in de cel te reguleren. Als gevolg hiervan kan microcystine cellulaire processen verstoren en tot celdood leiden.

"Deze ontdekking biedt een nieuw startpunt voor de ontwikkeling van mogelijke behandelingen voor microcystinevergiftiging", zegt co-auteur Timothy Nelsestuen, professor aan de UT Austin Dell Medical School. "We begrijpen nu hoe microcystine zijn toxische effecten uitoefent, wat zou kunnen leiden tot de identificatie van nieuwe medicijnen of strategieën om de werking ervan te blokkeren en de menselijke gezondheid te beschermen."

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.