Celschakelaars beter begrijpen

Schakelaars zetten apparaten aan en uit, dat weet iedereen. Minder bekend echter, is dat ook cellen schakelaars bezitten die iets kunnen activeren of uitschakelen. Maar zoals circuits van elektriciteitsdraden onoverzichtelijk kunnen zijn, weten we vaak ook niet hoe de bedrading van de cel precies loopt. De onderzoeksgroep Structural Biology Brussels (SBB) wil die celschakelaars beter leren begrijpen: niet enkel de schakelaars op zich, maar ook de mechanismen en netwerken waarlangs ze worden aan- en uitgeschakeld. Die kennis moet leiden naar een betere behandeling van infectieziektes als tuberculose of van neurologische aandoeningen als de ziekte van Parkinson.

Schakelaars in cellen kunnen op een gekatalyseerde manier processen activeren of uitschakelen. Hiervoor is een enzym nodig of komt er ergens energie vandaan. De bekendste schakelaar in de cel is misschien wel het enzym dat andere eiwitten fosforyleert: hierbij wordt een fosfaatgroep aan een eiwit gehecht zodat dit eiwit een andere functie krijgt. De snelheid waarmee dit gebeurt, is bepalend voor in- of uitschakeling. Eens ingeschakeld, kan dit eiwit op zijn beurt actiever worden en andere reacties versnellen.

Tuberculose, een ernstige longinfectie, wordt veroorzaakt door de bacterie Mycobacterium tuberculosis. In België komen er elk jaar duizend tbc-patiënten bij, de meerderheid van hen leeft in een grote stad als Brussel. Mycobacterium tuberculosis is een inventieve bacterie die de bombardementen van ons immuunsysteem kan overleven. De SBB-groep onderzoekt hoe ze dat klaarspeelt door cruciale eiwitten van de bacterie te bombarderen met bijvoorbeeld zuurstofradicalen. De SBB-onderzoekers ontwerpen tools om de reactie van de cel te peilen: welke eiwitten veranderen en hoe? Waarom activeren eiwitten bepaalde reactiewegen? Hoe worden eiwitten schakelaars? Ook bij de ziekte van Parkinson en bij sommige vormen van epilepsie probeert het SBB-lab te achterhalen wat er fout gaat bij de regulatie van zulke schakelaars. In België lijden zo’n 30.000 mensen aan de ziekte van Parkinson. Recent onderzoek heeft uitgewezen dat erfelijke vormen van deze ziekte te wijten zijn aan een foute afstelling van een aantal schakelaars in de hersencellen van patiënten.

Als de onderzoekers eenmaal begrijpen hoe de schakelingen reacties versnellen of vertragen, hopen ze op langere termijn in te kunnen grijpen in bepaalde reactiewegen. Door schakeleiwitten te kristalliseren terwijl ze in elkaar grijpen, proberen ze te begrijpen wat er binnenin die schakelaars gebeurt. Dankzij de structuurbiologie kunnen ze dat nu dus niet enkel kinetisch bestuderen, maar ook op moleculair niveau.


Contact

Prof. dr. Joris Messens
Oxidative Stress Signaling lab
VIB Structural Biology Research Center 
VUB Building E, Pleinlaan 2, 1050 Brussels
02/629.19.92
Joris.Messens@vib-vub.be

Prof. dr. ir. Wim Versées
Structural Biology Brussels 
VUB Building E, Pleinlaan 2, 1050 Brussels
02/629.18.49
Wim.Versees@vub.ac.be

Onderzoek aan de VUB

Zoek hier projecten, publicaties, onderzoekers, teams,...