(Phys.org) —In de jaren 80, professor Leonard Rome en zijn toenmalige postdoctorale collega Nancy Kedersha braken door in celbiologie toen ze kluizen ontdekten, natuurlijk voorkomende nanodeeltjes - met een grootte gemeten in nanometers (1 nanometer =1 miljardste van een meter) - die voornamelijk zijn samengesteld uit eiwitten en in de duizenden in elke cel van het lichaam.

In de decennia daarna, Het team van Rome heeft ontdekt hoe ze gewelven kunnen vormen in het laboratorium met behulp van de eiwitten waaruit ze bestaan. Terwijl natuurlijk voorkomende gewelven andere elementen bevatten, Rome's team bouwde lege, wat hen uiteindelijk in staat stelde om het idee na te streven om medicijnmoleculen in kluizen te plaatsen. Die kunnen dan in serum worden gedaan, geïnjecteerd in patiënten, en gericht op specifieke cellen waar ze de medicijnen afgeven. Dus, kluizen worden ontwikkeld als een zeer nauwkeurig medicijnafgiftesysteem dat op de markt wordt gebracht.

Maar een vraag die Rome en zijn team niet konden beantwoorden, was hoe de natuurlijke gewelven zich oorspronkelijk in cellen vormden. Nu lijken Rome en zijn medewerkers aan het California NanoSystems Institute van de UCLA dat mysterie te hebben opgelost.

In een onderzoek dat vandaag online is gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano , Het Rome-team, onder leiding van eerste auteur en postdoctoraal wetenschapper Jan Mrazek, rapporteer gegevens die suggereren dat polyribosomen - kleine moleculaire machines die genetische informatie lezen en eiwitten in cellen vormen - als 3D-printers werken om eiwitten te maken en aan elkaar te koppelen en ze op de juiste manier in kluizen te vormen. (Bekijk een korte geanimeerde uitleg over hoe het werkt.)

"Dit idee heeft wat verder onderzoek en bevestiging nodig, maar het is een zeer elegant model en we zijn ervan overtuigd dat het verklaart hoe gewelven worden gevormd, " zei Rome, die associate director is van het California NanoSystems Institute. "Als het model klopt, het onthult iets nieuws over celbiologie:dit polyribosoom dat al 50 jaar bekend is, heeft een tot nu toe onbekende functie. Namelijk, het orkestreert de assemblage van macromoleculaire complexen zoals gewelven, en andere structuren in een cel die zijn gemaakt van meerdere eiwitten."

Mrazek zei dat deze mogelijke functie van polyribosomen ook een nieuw begrip van eiwitaggregatie kan opleveren, dat is een samenklontering van misvormde eiwitten die voorkomt bij ziekten als Alzheimer, Parkinson en Lou Gehrig.

"Als een eiwit niet correct wordt gemaakt, het is mogelijk dat deze misvormingen de geleide assemblage van macromoleculen door de polyribosomen kunnen veranderen, "Zei Mrazek. "Als je eenmaal begrijpt dat er een machine in de cel is die de vorming van deze macromoleculaire complexen aanstuurt, je kunt zien waar het mis kan gaan met die machine. Door nanotechnologie te bestuderen, hebben we iets onbekends onthuld over elementaire celbiologie dat bredere implicaties zou kunnen hebben."