Je leest:

Honderd verdachte eiwitten

Honderd verdachte eiwitten

Auteur: | 8 juli 2003

Onderzoekers van het Max Planck Instituut voor Plantenveredeling in Keulen hebben samen met collega’s van de medische faculteit van de Universiteit van Newcastle upon Tyne honderd eiwitten geïdentificeerd die waarschijnlijk een belangrijke rol spelen bij het ontstaan van erfelijke ziekten van de mens. Ze zochten met behulp van computeranalyse bij tien verschillende organismen naar overeenkomstige genfragmenten die voor mitochondriale eiwitten coderen. Omdat van een groot deel van de bijbehorende eiwitten bekend is dat ze een rol spelen bij erfelijke ziekten, schatten de onderzoekers de kans hoog in dat ook onder de rest van de gevonden eiwitten een groot aantal potentiële lastposten zal zitten.

De mitochondriën staan aan de basis van de stofwisseling van de hogere organismen. Ze worden ook wel de energiecentrales van de cel genoemd en vervullen die basale rol al sinds een vroeg stadium van de evolutie. Het is bekend dat sommige mitochondriale eiwitten een rol spelen bij genetische aandoeningen, zowel bij mensen, dieren als planten. De onderzoekers gingen daarom bij verschillende organismen op zoek naar de overeenkomstige genen met instructies voor de ‘fabricage’ van eiwitten die in de mitochondriën hun werk doen.

Mitochondriën. Links een schematische weergave van deze ‘energiecentrales’ van de cel. Rechts een opname van een plantencel met onder andere mitochondriën (M) en chloroplasten ©. Bron microscoopopname: Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung/Rolf-Dieter Hirtz

Tien organismen

In de juli-uitgave van het tijdschrift ‘Trends in Genetics’ beschrijven de onderzoekers hoe ze de computer dat werk lieten doen. Ze gebruikten drie verschillende computerprogramma’s om de erfelijke blauwdruk van tien organismen te vergelijken. Daaronder behalve de de mens onder andere de kogelvis, het fruitvliegje, een malariaparasiet en de draadworm Caenorhabditis Elegans. Van al deze organismen is het genoom inmiddels goed in kaart gebracht. De computer zocht met name naar DNA fragmenten met zogenaamde ‘mitochondriën gerichte’ sequenties, de zogenaamde mitochondriale transit peptiden. Dit zijn korte genetische codes die aangeven dat de nabijgelegen genfragmenten coderen voor eiwitten in de mitochondriën.

Geen toeval

Tot verrassing van de onderzoekers vonden ze met dit ‘in silico’ onderzoek zo’n honderd voor mitochondriaal eiwit coderende DNA-fragmenten die zowel bij de mens als bij de andere organismen voorkomen. Maar liefst achttien van de bijbehorende eiwitten zijn bekende ‘probleemgevallen’ die een rol spelen bij erfelijke ziekten. Dat zijn er meer dan twee keer zoveel dan op grond van het toeval te verwachten is. Van alle 37891 menselijke genen zijn er namelijk slechts 3206 geïdentificeerd als ‘ziektegenen’; dat is 8,5%.

De onderzoekers denken nu dat ook de 82 overige eiwitten van belang zullen zijn voor allerlei genetische aandoeningen. Een verdere aanwijzing voor deze verdenking is dat veertig van de gevonden DNA fragmenten in het menselijk genoom voorkomt in regionen waar men de oorzaak van bepaalde ziekten vermoedt. Het gaat daarbij vooral om neurologische aandoeningen. De lijst van ‘verdachte’ eiwitten kan zo richting geven aan verder onderzoek naar de oorzaak van dergelijke aandoeningen.

Met de klok mee: draadworm ( Caenorhabditis elegans); gistcellen ( Schizosaccharomyces pombe); fruitvlieg ( Drosophila melanogaster); mug ( Anopheles gambiae). Foto’s WHO/TDR/Stammer; DPA; Eye of science / Science photo library

Proteomics

Het onderzoek naar de eiwitten van levende organismen staat bekend onder de naam ‘proteomics’ en ligt in het verlengde van het ‘genomics’ DNA-onderzoek. Proteomics behelst het bestuderen van de eiwitten die op een gegeven moment en onder bepaalde condities in een cel of organisme geproduceerd worden. Alhoewel het genoom in (bijna) al onze cellen aanwezig is, hangt de functionaliteit van deze cellen meer af van welke genen werkelijk “aan” of “uit” staan. Als de genen aan staan produceren ze genproducten; de eiwitten. Deze eiwitten zijn de functionele werkpaarden die de meeste biologische processen sturen. De complete set van alle eiwitten die op een gegeven moment en onder bepaalde condities in een cel geproduceerd worden, wordt wel het proteoom genoemd.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 juli 2003

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.