Ondanks de opmerkelijke medische vooruitgang van de laatste jaren, cystische fibrose blijft de meest voorkomende dodelijke genetische ziekte. Het is te wijten aan mutaties in het CFTR-eiwit dat normaal gesproken nodig is om de juiste vochtbalans in belangrijke organen zoals longen, alvleesklier of het spijsverteringsstelsel.

In de meeste gevallen, de oorzakelijke mutatie, genaamd F508del, omvat slechts één van de 1.480 aminozuren waaruit het CFTR-eiwit bestaat. Deze schijnbaar kleine verandering leidt tot sterke schadelijke effecten in het eiwit, die zijn normale biologische functie niet meer kan uitoefenen, leidend tot het ontstaan ​​van de ziekte. Voor jaren, onderzoekers hebben geprobeerd te begrijpen hoe en waarom een ​​eenvoudige mutatie zulke grote effecten op de eiwitstructuur en -functie veroorzaakt, met dramatische gevolgen voor de patiënten.

Met behulp van een combinatie van geavanceerde methoden zoals fluorescentie met één molecuul, X-ray kristallografie, waterstof-deuteriumuitwisseling en elektrofysiologie van één molecuul, onderzoekers onder leiding van Cédric Govaerts—Laboratoire Structure &Fonction des membranes biologiques, Faculteit der Wetenschappen, Université libre de Bruxelles - hebben een volledig nieuw fenomeen in CFTR ontdekt:terwijl van eiwitten wordt verwacht dat ze een enkele conformatie aannemen die een enkele biologische functie mogelijk maakt, ze hebben een nieuwe conformatie van CFTR waargenomen.

Deze structuur was nog niet eerder waargenomen en toont aan dat CFTR geen vast molecuul is, maar kan afwisselen tussen (ten minste) twee verschillende conformaties met mogelijk verschillende functies.

Verbazingwekkend, onderzoekers hebben ook waargenomen dat de meest voorkomende mutatie, F508del, heeft geen invloed op de structuren zelf, maar eerder de overgangen daartussen. Met andere woorden, ze stellen voor dat ziekteverwekkende mutaties zoals F508del dat niet kunnen, zoals eerder werd gedacht, de uiteindelijke conformatie van het eiwit verstoren, maar eerder de dynamiek, specifiek het vermogen van het eiwit om tussen verschillende toestanden in de cel uit te wisselen.

Deze observatie verandert ons begrip van CFTR-biologie en van cystische fibrose. In aanvulling, zijn fenomeen zou van toepassing kunnen zijn op andere eiwitten en zo het mogelijk maken om andere genetische ziekten te begrijpen.