Münsterse onderzoekers ontrafelen hoe eiwit p97 cellen schoonhoudt

Elke cel in het lichaam produceert voortdurend eiwitten, en niet alle daarvan werken goed. Beschadigde of overbodige eiwitten moeten snel worden opgeruimd, anders raakt de cel verstopt. Een van de belangrijkste spelers in die opruimdienst is het eiwit p97. Onderzoekers van de Universiteit van Münster, in samenwerking met de Universiteit van Duisburg-Essen, hebben nu precies in kaart gebracht hoe p97 dat voor elkaar krijgt. Hun studie is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.

Een opruimdienst in elke cel

p97 behoort tot een familie van eiwitten die energie uit het molecuul ATP, de brandstof van de cel, omzetten in mechanische kracht. Daarmee grijpt p97 letterlijk defecte eiwitten vast en verandert hun vorm, zodat ze afgebroken en gerecycled kunnen worden. Dat gebeurt zowel bij eiwitten in grotere moleculaire complexen als bij eiwitten in het celmembraan. Werkt p97 niet goed, dan loopt deze opruimdienst vast. Wetenschappers brengen defecte varianten van het eiwit in verband met neurodegeneratieve ziekten, zeldzame spier- en botaandoeningen en kanker.

Choreografie op moleculair niveau

Al langer was bekend dat p97 dit werk niet alleen doet, maar samenwerkt met zogeheten adapter-eiwitten. Hoe die samenwerking er precies uitziet, was echter onduidelijk. Onderzoeksleider Christos Gatsogiannis en zijn team combineerden biochemische experimenten met cryo-elektronenmicroscopie, een techniek waarmee eiwitten tot op bijna atomair niveau in beeld gebracht kunnen worden. Zo konden ze de verschillende standen van het eiwitcomplex vastleggen en zien hoe de onderdelen op elkaar inspelen. Terwijl p97 een defect eiwit mechanisch bewerkt, verandert het zelf ook van vorm. De adapter-eiwitten Ufd1 en Npl4 verschuiven daarbij mee van positie, terwijl het eiwit FAF1 zijn afstand tot het complex aanpast. Volgens hoofdauteur Athina Drakonaki werken de onderdelen niet onafhankelijk van elkaar, maar als dansers in een nauwkeurig afgestemde choreografie.

Betekenis voor ziekte en behandeling

Dit fundamentele inzicht in hoe cellen hun eiwitbalans bewaken, is meer dan een theoretische exercitie. Omdat verstoringen in dit systeem samenhangen met kanker en neurodegeneratieve ziekten, kan kennis over de precieze werking van p97 op termijn bijdragen aan gerichtere behandelingen. Als artsen en onderzoekers weten hoe het complex normaal functioneert, kunnen ze beter begrijpen wat er misgaat bij ziekte en mogelijk medicijnen ontwikkelen die op specifieke onderdelen van het proces aangrijpen. Gatsogiannis benadrukt dat dit onderzoek ook de basis legt voor verder werk naar hoe p97 samenwerkt met nog andere hulpeiwitten, wat het beeld van deze cellulaire opruimmachine de komende jaren verder zal verfijnen.