Een nieuwe techniek om intacte delen van celmembranen te bestuderen, kan een revolutie teweegbrengen in het onderzoek naar kanker, stofwisselings- en hartaandoeningen.

Membranen beschermen al onze cellen en de organellen erin, inclusief de mitochondriën - de krachtpatser van de cel. Deze membranen zijn bezaaid met biologische machines gemaakt van eiwitten die moleculaire lading in en uit laten gaan.

Het bestuderen van deze in membraan ingebedde machines in hun oorspronkelijke staat is daarom cruciaal om ziektemechanismen te begrijpen en nieuwe doelen voor behandelingen te bieden. Echter, huidige methoden om ze te bestuderen, zijn ze van het membraan te verwijderen, die hun structuur en functionele eigenschappen kunnen veranderen.

Nu een onderzoeksteam, geleid door de Universiteit van Oxford en inclusief onderzoekers van het Imperial College London, heeft een techniek gedemonstreerd die de structuur van intacte eiwitmachines binnen membranen als geheel kan analyseren. De studie is vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap .

Hoofdonderzoeker Dame Carol Robinson, van de Universiteit van Oxford, zei:"Ik wist niet zeker of dit ooit zou werken; ik dacht dat de membraanomgeving gewoon te ingewikkeld zou zijn en dat we de resultaten niet zouden kunnen begrijpen. Ik ben blij dat het gelukt is, want het heeft ons een geheel nieuwe kijk gegeven van een belangrijke klasse van doelwitten voor geneesmiddelen."

Er worden al nieuwe ontdekkingen gedaan

De techniek omvat het trillen van het monster op ultrasone frequenties, zodat de cel uit elkaar begint te vallen. Elektrische stromen brachten vervolgens een elektrisch veld aan om de eiwitmachines uit het membraan en rechtstreeks in een massaspectrometer te werpen - een instrument dat de chemische 'handtekening' van een molecuul kan detecteren, op basis van zijn massa.

Niet alleen overleefden de membraaneiwitmachines de uitwerping; de analyse onthulde ook hoe ze met elkaar communiceren, worden naar hun uiteindelijke locatie geleid en transporteren hun moleculaire lading de cel in.

Professor Steve Matthews, van de afdeling Life Sciences van Imperial, zei:"Met de ontwikkeling van deze methode, de toepassing van massaspectrometrie in de biologie wordt naar een nieuw niveau getild, gebruiken om ontdekkingen te doen die voorheen niet mogelijk waren geweest."

Dr. Sarah Rouse, ook van de afdeling Life Sciences van Imperial, zei:"Een al lang bestaande vraag over de structuur van een membraanmachine van mitochondriën is nu opgelost met behulp van deze techniek. Mitochondriën zijn bijzonder interessant omdat er verschillende ziekten zijn die zich specifiek op hen richten, waarvoor we nu misschien nieuwe therapieën kunnen ontwerpen."