In een doorbraak die zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en kanker, hebben onderzoekers het mysterie opgelost van hoe cellen eiwitten ontvouwen.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, onthult details op atomair niveau van hoe een moleculaire machine, het ribosoom genaamd, eiwitten ontvouwt terwijl ze worden gemaakt. Dit proces, bekend als eiwittranslocatie, is essentieel voor het goed functioneren van cellen.

"Dit is een belangrijke mijlpaal in ons begrip van hoe cellen werken", zegt onderzoeksleider Dr. James Bardwell, hoogleraar biochemie en moleculaire biologie aan de Universiteit van Californië, Berkeley. "We hebben nu een duidelijk beeld van hoe het ribosoom eiwitten ontvouwt, wat zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om ziekten te behandelen die worden veroorzaakt door het verkeerd vouwen van eiwitten."

Het verkeerd vouwen van eiwitten is een veelvoorkomend probleem in cellen. Het kan optreden wanneer eiwitten worden blootgesteld aan hitte, chemicaliën of andere stressoren. Verkeerd gevouwen eiwitten kunnen samenklonteren en aggregaten vormen, die cellen kunnen beschadigen en tot ziekten kunnen leiden.

Bij de ziekte van Alzheimer bijvoorbeeld vormen verkeerd gevouwen eiwitten, amyloïde-bèta en tau, aggregaten in de hersenen waarvan wordt gedacht dat ze bijdragen aan de ontwikkeling van de ziekte. Bij kanker kunnen verkeerd gevouwen eiwitten de groei en verspreiding van tumoren bevorderen.

Het ribosoom is een grote moleculaire machine die verantwoordelijk is voor de synthese van eiwitten. Het leest de genetische code in messenger RNA (mRNA) en gebruikt deze informatie om aminozuren tot eiwitten samen te stellen.

Terwijl het ribosoom een ​​eiwit synthetiseert, ontvouwt het ook het eiwit, zodat het op de juiste manier in zijn functionele vorm kan worden gevouwen. Dit proces is essentieel voor het goed functioneren van het eiwit.

De nieuwe studie onthult details op atomair niveau van hoe het ribosoom eiwitten ontvouwt. De onderzoekers gebruikten een techniek genaamd cryo-elektronenmicroscopie om het ribosoom in actie te visualiseren. Met deze techniek konden ze het ribosoom in ongekend detail bekijken, waardoor ze konden bepalen hoe eiwitten zich ontvouwen.

De bevindingen van het onderzoek kunnen leiden tot nieuwe manieren om ziekten te behandelen die worden veroorzaakt door het verkeerd vouwen van eiwitten. Door te begrijpen hoe het ribosoom eiwitten ontvouwt, kunnen onderzoekers mogelijk medicijnen ontwikkelen die kunnen voorkomen dat eiwitten verkeerd vouwen of die cellen kunnen helpen verkeerd gevouwen eiwitten op te ruimen.

"Deze studie is een belangrijke doorbraak in ons begrip van hoe cellen werken", aldus Bardwell. "We zijn enthousiast over de mogelijke implicaties van dit onderzoek voor de behandeling van ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en kanker."