STOCKHOLM (SE) – De Amerikaanse onderzoeker Günter Blobel krijgt dit jaar de Nobelprijs voor fysiologie en geneeskunde. Hij verdient de prijs voor zijn onderzoek naar intrinsieke signalen van eiwitten. Die bepalen het transport en de uiteindelijke lokalisatie van eiwitten in de cel.


Cellen produceren continu vele eiwitten. Sommige moeten worden uitgescheiden, andere moeten naar een bepaald organel zoals een mitochondrie of het Golgi-apparaat. Günter Blobel (63), werkzaam aan de Rockefeller University in New York, heeft belangrijke antwoorden gevonden op de vraag hoe het komt dat vers aangemaakte eiwitten membranen passeren en de juiste plaats van bestemming bereiken.
Al begin jaren zeventig ontdekte Blobel, een cel- en moleculair-bioloog, dat nieuwe eiwitten een ingebouwd adreslabel hebben. Dat signaal is noodzakelijk voor hun verplaatsing naar en voorbij het membraan van het endoplasmatisch reticulum. Sindsdien heeft hij de moleculaire mechanismen van dat proces nader onderzocht. De ‘adressignalen’ of ‘postcodes’ van eiwitten blijken een universeel principe te zijn; het komt zowel in gist-, planten- als dierlijke cellen voor.

De ontdekkingen van Günter Blobel hebben een enorme invloed gehad op modern celbiologisch onderzoek, zo meldt het Nobelcomité. Als een cel zich deelt, maakt hij grote hoeveelheden eiwit en nieuwe organellen. Om goed te functioneren, moeten alle eiwitten de juiste plek binnen de cel bereiken. Blobels onderzoek heeft ons begrip van dergelijke mechanismen enorm vergroot. Zijn onderzoek naar de ‘adresstickers’ in eiwitten was van belang voor het begrip van vele medisch belangrijke mechanismen, zoals bij de productie van antistoffen door het immuunsysteem. Bij sommige erfelijke ziekten, zoals taaislijmziekte, blijkt de adressering van eiwitten foutief. Daardoor komt een eiwit op een totaal verkeerde plek terecht.
Het Nobelcomité voorspelt dat in de toekomst, nadat het menselijk genoom is ontrafeld, kennis van structuur en adresinformatie van eiwitten kan leiden tot begrip van allerlei ziekten en nieuwe therapieën.

Raadsels
Een volwassen mens bestaat uit ongeveer 10¹⁵ cellen. Elke cel bevat naast de celkern, waarin het erfelijk materiaal DNA zit, tal van andere onderdelen, zoals de mitochondriën (energievoorziening), lysosomen (afvalverwerking), Golgi-complexen (uitscheiding van producten) en het endoplasmatisch reticulum, waarop ribosomen eiwitten produceren. Het bouwvoorschrift voor nieuwe eiwitten wordt geleverd door boodschapper-RNA, gemaakt in de celkern.
Elke cel bevat weer een miljard eiwitmoleculen, variërend van bouwstenen voor de celmembraan tot enzymen die specifieke reacties bevorderen. Lange tijd was het een raadsel hoe grote eiwitten de membranen van de organellen konden passeren en op de gewenste plek konden terechtkomen. Blobel wist beide raadsels op te helderen, in het New-Yorkse laboratorium van George Palade, Nobelprijswinnaar in 1974.

In 1975 bewees Blobel hoe, conform de door hem geformuleerde signaalhypothese (1971), het eiwitproducerende ribosoom begint met de productie van een peptide, een minuscule aminozuurketen. Dit peptide werkt als een loods, die het ribosoom via bindingen met allerlei celeiwitten naar een kanaaltje in de membraan van het endoplasmatisch reticulum brengt. Het peptide passeert het kanaal en trekt daarop, als een rijgnaald, het begin van het te vormen eiwit daar doorheen. Daarna breekt het peptide van het eiwit af. Het ribosoom vervolgt aminozuur na aminozuur de productie van de eiwitketen die door het kanaal binnenin het endoplasmatisch reticulum vrijkomt.
Om uiteindelijk op de juiste plek in de cel te komen (bijvoorbeeld in het Golgi-complex als een eiwit moet worden uitgescheiden of in de celkern als het eiwit een gen op het DNA moet blokkeren) bevat het eiwit aan een van de uiteinden een aminozuurvolgorde die fungeert als een adressticker.

EV