In 2013, de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde werd toegekend aan drie wetenschappers voor hun bijdragen aan het blootleggen van de mechanismen die het transport van blaasjes in cellen bepalen. Hun verklaringen verschaften zowel een conceptueel als een mechanistisch begrip van basisprocessen op het meest fundamentele niveau.

De kern van dit Nobelprijswinnende intracellulaire proces wordt gevormd door SNARE (oplosbare N-ethylmaleïmide-gevoelige factorbevestigingseiwitreceptoren), een superfamilie van 60 eiwitten in zoogdiercellen die lipiden en membraaneiwitten door de cellen transporteren door de fusie van blaasjes met hun doelmembranen te vergemakkelijken.

Biologen van UC Santa Barbara hebben nu een verrassende, extra functie voor syntaxin 3S, een oplosbare vorm van een SNARE-eiwit. De onderzoekers vonden een nieuwe signaalroute die veel wordt gebruikt door menselijke en andere zoogdiercellen. De resultaten van het team verschijnen in de Tijdschrift voor biologische chemie .

"Wat we vonden was erg onorthodox en was niet eerder bekend, " verklaarde corresponderende auteur Thomas Weimbs, een professor in UCSB's Department of Molecular, mobiel, en ontwikkelingsbiologie. "Syntaxin 3S bindt aan transcriptiefactoren - eiwitten die betrokken zijn bij het omzetten van DNA in RNA - en reguleert de expressie van de genen die door die factoren worden gecontroleerd. In feite, onze eerste resultaten suggereren dat deze genen een rol spelen bij de progressie van kanker, maar dat moet nog definitief worden bewezen."

In een wetenschappelijke primeur de UCSB-onderzoekers toonden aan dat naast de gevestigde rol van syntaxine 3 in membraanfusie, zijn nieuwe oplosbare versie wordt naar de celkern getransporteerd en vervult een heel andere functie. In de natuur, veel eiwitten hebben meer dan één functie - een fenomeen dat bekend staat als eiwitmaanlicht.

Dat syntaxinen - en SNARE-eiwitten in het algemeen - tot maanlicht kunnen komen, was tot nu toe onbekend. Aangezien syntaxinen in alle cellen aanwezig zijn en verantwoordelijk zijn voor een groot aantal essentiële celfuncties, de ontdekking dat deze eiwitten extra functies kunnen vervullen, suggereert dat er nog veel meer moet worden ontdekt.

"De ontdekking dat syntaxin 3S functioneert als een nucleaire regulator, is het begin van een verhaal dat een nieuw onderzoeksgebied opent, "Zei Weimbs. "Het is als een sneeuwveld zonder voetstappen erop, omdat niemand hier onderzoek naar heeft gedaan, zodat we de meest opwindende richtingen kunnen kiezen om te volgen."

Weimbs en zijn collega's identificeerden vergelijkbare nucleair-gerichte oplosbare vormen van andere syntaxinen, wat aangeeft dat deze signaalroute een geconserveerde, nieuwe functie die veel voorkomt bij deze membraan-smokkelende eiwitten.

In de toekomst, de UCSB-biologen willen aangeven hoe verreikend de functies van deze nieuwe oplosbare syntaxineversies zijn. Zijn er andere niet-geïdentificeerde vormen van syntaxine die binden aan vergelijkbare nucleaire importfactoren? Binden ze aan verschillende of vergelijkbare transcriptiefactoren? Regelen ze verschillende genen?