Tientallen jaren lang hebben biologen geloofd dat er een bepaald aantal moleculen van een bepaald eiwit nodig zijn om de celdeling te controleren. Men denkt dat dit getal, bekend als de "stoichiometrie" van het eiwit, belangrijk is om ervoor te zorgen dat cellen zich op het juiste moment en op de juiste manier delen.

Nieuw onderzoek daagt deze oude veronderstelling echter uit. Studies hebben aangetoond dat de stoichiometrie van celdelingseiwitten sterk kan variëren, zelfs binnen dezelfde cel. Dit suggereert dat het aantal moleculen van een eiwit niet zo belangrijk is als eerder werd gedacht, en dat andere factoren, zoals de timing en locatie van eiwitexpressie, belangrijker kunnen zijn voor het beheersen van de celdeling.

Deze bevindingen hebben belangrijke implicaties voor het begrijpen van hoe cellen zich delen en hoe de celdeling wordt gereguleerd. Ze kunnen ook leiden tot nieuwe manieren om ziekten te behandelen die worden veroorzaakt door problemen met de celdeling, zoals kanker.

Oude aannames over de stoichiometrie van celdelingseiwitten

De traditionele opvatting over celdeling is dat het een sterk gereguleerd proces is dat wordt gecontroleerd door een specifieke reeks eiwitten. Er wordt aangenomen dat deze eiwitten op een stoichiometrische manier samenwerken, wat betekent dat ze in specifieke verhoudingen ten opzichte van elkaar aanwezig moeten zijn om goed te kunnen functioneren.

Een van de belangrijkste eiwitten die betrokken zijn bij de celdeling is bijvoorbeeld cycline-afhankelijke kinase (CDK). CDK is een proteïnekinase die andere eiwitten fosforyleert, waardoor deze worden geactiveerd en de gebeurtenissen van celdeling worden geactiveerd. CDK moet aanwezig zijn in een stoichiometrische verhouding met zijn activator, cycline, om goed te kunnen functioneren.

Als de stoichiometrie van CDK en cycline wordt verstoord, kan de celdeling worden verstoord. Als er bijvoorbeeld te veel CDK is in verhouding tot cycline, kunnen cellen zich te snel en ongecontroleerd delen, wat tot kanker kan leiden. Omgekeerd, als er te weinig CDK is ten opzichte van cycline, delen cellen mogelijk helemaal niet, wat leidt tot ontwikkelingsstoornissen.

Nieuw bewijsmateriaal daagt de oude aannames uit

Recente onderzoeken hebben aangetoond dat de stoichiometrie van celdelingseiwitten sterk kan variëren, zelfs binnen dezelfde cel. Dit suggereert dat het aantal moleculen van een eiwit niet zo belangrijk is als eerder werd gedacht, en dat andere factoren, zoals de timing en locatie van eiwitexpressie, belangrijker kunnen zijn voor het beheersen van de celdeling.

Eén onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, toonde aan dat de stoichiometrie van CDK en cycline in verschillende cellen meer dan tienvoudig kan variëren. Deze variatie was niet te wijten aan verschillen in de totale hoeveelheid CDK of cycline in de cellen, maar eerder aan verschillen in de timing en locatie van eiwitexpressie.

De onderzoekers ontdekten dat CDK en cycline op verschillende tijdstippen tijdens de celcyclus tot expressie kwamen, en dat ze gelokaliseerd waren in verschillende delen van de cel. Dit suggereert dat de timing en locatie van eiwitexpressie belangrijker zijn voor het beheersen van de celdeling dan de stoichiometrie van de eiwitten.

Implicaties van de nieuwe bevindingen

De nieuwe bevindingen over de stoichiometrie van celdelingseiwitten hebben belangrijke implicaties voor het begrijpen van hoe cellen zich delen en hoe celdeling wordt gereguleerd. Ze kunnen ook leiden tot nieuwe manieren om ziekten te behandelen die worden veroorzaakt door problemen met de celdeling, zoals kanker.

Door de rol van timing en locatie bij het beheersen van de celdeling te begrijpen, kunnen wetenschappers mogelijk nieuwe medicijnen ontwikkelen die zich op deze processen richten. Dit zou kunnen leiden tot effectievere en minder toxische behandelingen voor kanker en andere ziekten.