Onderzoekers van het Francis Crick Institute hebben nieuwe details ontdekt over hoe cellen hun afval verpakken voor recycling, een essentieel proces dat helpt de celgezondheid en weefselfunctie te behouden. Het team identificeerde voorheen onbekende stappen en eiwitten die essentieel zijn voor de goede werking van dit systeem voor de verwijdering van moleculair afval.

Cellen voeren een groot aantal chemische processen uit die het leven in stand houden, maar deze processen genereren ook een aanzienlijke hoeveelheid afval. Om ervoor te zorgen dat ze gezond blijven, hebben cellen een manier ontwikkeld om hun afval efficiënt te verpakken en te transporteren naar specifieke verwijderingseenheden, bekend als lysosomen, waar het kan worden afgebroken en gerecycled.

De onderzoekers concentreerden zich op een eiwitcomplex genaamd ESCRT-III, waarvan bekend is dat het een sleutelrol speelt bij de vorming van kleine blaasjes die het afval naar de lysosomen transporteren. De precieze mechanismen waarmee ESCRT-III deze functie uitvoert, werden echter niet volledig begrepen.

In deze studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, gebruikte het team een ​​reeks geavanceerde technieken, waaronder cryo-elektronenmicroscopie, om een ​​zeer gedetailleerd beeld van ESCRT-III te verkrijgen. Ze ontdekten dat het verschillende structurele veranderingen ondergaat terwijl het zich rond het oppervlak van afvalhoudende compartimenten verzamelt, wat uiteindelijk leidt tot het vrijkomen ervan uit de cel.

Een cruciale bevinding was dat ESCRT-III samenwerkt met een ander eiwitcomplex, ALIX genaamd, om de afvaldragende blaasjes vorm te geven en ze naar hun bestemming te begeleiden. De onderzoekers identificeerden ook een specifieke regio van ESCRT-III die dient als knooppunt voor de interactie met verschillende andere eiwitten en die een centrale rol speelt bij het coördineren van het afvalverwerkingsproces.

Professor David Owen, senior groepsleider bij het Francis Crick Institute en onderzoeksleider, zei:“Onze studie benadrukt hoe ESCRT-III fungeert als een veelzijdig en dynamisch eiwitcomplex, dat zich aanpast aan de verschillende behoeften van afvaltransport binnen de cel. Details van dit proces vergroten niet alleen onze fundamentele kennis van de celbiologie, maar kunnen ook nieuwe wegen openen voor therapeutische interventie in omstandigheden waarin de afvalverwerking wordt verstoord."

Het team suggereert dat ontregeling van de ESCRT-III-route zou kunnen bijdragen aan een reeks ziekten, waaronder neurodegeneratieve aandoeningen zoals Parkinson en Alzheimer. Verder onderzoek naar dit complex zou nieuwe doelen kunnen opleveren voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën.

De studie onderstreept het belang van voortgezet onderzoek naar de cellulaire machinerie die verantwoordelijk is voor afvalbeheer en recycling, essentiële processen die ten grondslag liggen aan onze algehele gezondheid en welzijn.