Heidelberg (D) – Het overgrote deel van de eiwitten in een gistcel verbindt zich met andere eiwitten tot moleculaire machines. Dit moet een belangrijk aandachtspunt voor de ontwikkelaars van medicijnen worden.


Europese onderzoekers van het Duitse bedrijf CellZome en van het European Molecular Biology Laboratory in Heidelberg presenteerden in het tijdschrift Nature van 10 januari voor het eerst een grote kaart van eiwitinteracties binnen een gistcel. Tot hun verbazing koppelt meer dan 85% van de eiwitten aan andere eiwitten alvorens het een functie uitoefent. ‘Eenzame cowboy’ spelen is er haast nooit bij in de wereld van de eiwitten.
De onderzoekers onderzochten 1400 gisteiwitten, ongeveer een derde van alle eiwitten waarvoor het gistgenoom codeert. Ze konden de eiwitten onderbrengen in 232 multi-eiwitmachines. Sommige van die nano-machines bestonden uit slechts twee eiwitketens, andere waren complexe eiwitconglomeraten van wel 83 ketens. Veel van die aan elkaar gebonden eiwitkluwens zijn overigens multifunctioneel: ze worden naadloos ingepast als onderdeel in meerdere eiwitmachines met geheel verschillende functies.

Pointillistisch schilderij
Toch weten de onderzoekers dat hun kaart nog maar het topje van de ijsberg is. Ze hebben slechts een derde van alle gisteiwitten onderzocht, en dan nog maar in één enkele gistsoort die zich in één levensfase bevond. Het cellulaire eiwitmachinepark zal er onvermijdelijk geheel anders uitzien bij gistcellen onder groeistress of die in een ander deel van hun levenscyclus zitten.
De onderzoekers verwachten dat ook in dierlijke cellen de meeste eiwitten associëren tot ingewikkelde complexen. Dat is in feite een streep door de rekening van vele farmaceutische bedrijven. Voor de ontwikkeling van medicijnen gebruiken die doorgaans eiwitten in hun pure vorm, volledig los van de cellulaire context. Dat lijkt dus in niets op de situatie in het werkelijke cellulaire leven.
Giulio Superti-Furga van CellZome vergelijkt het met een pointillistisch schilderij. Eén enkel eiwit, losgerukt uit zijn cellulaire context, is als een kleurrijk verfstipje. Alleen als je afstand neemt en de stipjes groepeert, krijg je een voorstelling van het schilderij. In de medicijnontwikkeling is het net zo: pas als men de cellulaire context van een eiwit kent, kan men uitmaken of dat eiwit geschikt is als doeleiwit voor medicijnontwikkeling.
Deze publicatie bewijst dat onderzoekers zich meer en meer richten op het proteoom (N&T, januari 2002), het geheel van eiwitten die aanwezig zijn in de cel. Dit is een logisch vervolg op het genoomonderzoek: het zijn tenslotte de eiwitten die alle cellulaire functies uitoefenen. Het genoom, het geheel van genen in een organisme, is in feite niet veel meer dan een inventarisboek. Het geeft weer welke eiwitten de cel kan produceren, maar niet wanneer, waar en hoe. In keukenterminologie zouden we het genoom de lijst van ingrediënten kunnen noemen; het proteoom is het hele recept.

Peter Raeymaekers