Dankzij de Utrechtse onderzoeker Fan Liu en collega’s is het nu mogelijk om in menselijke cellen de interacties tussen eiwitten in kaart te brengen.
Voorheen kon dat alleen wanneer een klein aantal eiwitten in een kunstmatige setting bij elkaar waren gebracht. “We kunnen nu in detail zien welke eiwitten samenwerken en waar ze elkaar vasthouden”, licht prof. Albert Heck van de Universiteit Utrecht toe. “Dit is essentieel om te begrijpen hoe eiwitten in een cel opereren bij gezondheid en wat er misgaat bij ziekte.” De resultaten van het onderzoek worden op 28 september gepubliceerd in Nature Methods.
De miljoenen eiwitten in onze cellen voeren alle voor ons leven belangrijke processen uit in steeds wisselende samenwerkingen. Zo’n samenwerking is een levendige dynamiek van verbindingen tussen twee tot wel honderden  eiwitten. Tot nu toe remmen geneesmiddelen vaak één zo’n eiwit, maar ziekten kunnen effectiever aangepakt worden door juist de samenwerking te saboteren. Dat ene eiwit kan immers in een gezonde cel een nuttige, vitale functie hebben, waardoor de behandeling ongewenste bijwerkingen krijgt.
De techniek om de samenwerking tussen eiwitten in kaart te brengen heet ‘cross-linking mass spectrometry’ en bestond al een tijdje, maar kon tot nu toe alleen interacties zichtbaar maken als een klein aantal gezuiverde eiwitten met elkaar in een ‘epje’, een klein cuvetje, werden gestopt. Uit deze kunstmatige setting kon dus ook maar een beperkte hoeveelheid informatie worden afgeleid. Door verbeteringen in de massaspectrometrische sequentie analyse en een nieuw zoek-algoritme, kunnen nu in één keer alle verbanden tussen alle eiwitten in de cel bestudeerd worden.
“We hebben nu zo’n 2.100 van die verbanden vastgelegd, terwijl we er voorheen maar tien tot honderd in kaart konden brengen”, aldus Albert Heck, hoogleraar Biomoleculaire Massaspectrometrie en Proteomics aan de Universiteit Utrecht. “Zo hebben we meer dan honderd relaties in het ribosoom, de machine die in de cel verantwoordelijk is voor de eiwitsynthese, kunnen vastleggen. Bovendien hebben wij daarbij een onderscheid kunnen maken tussen de vaste samenwerkingspartners en meer oppervlakkige samenwerkingspartners van dit eiwitcomplex.”
Publicatie
Proteome-wide profiling of protein assemblies by cross-linking mass spectrometry
Fan Liu, Dirk Rijkers, Harm Post en Albert Heck (allen Universiteit Utrecht)
Nature Methods, online publicatie maandag 28 september 16.00 uur, doi:10.1038/nmeth.3603
Fotobijschrift: Net als mensen, vormen eiwitten in een cel functionele netwerken om samen te werken, bijvoorbeeld voor de vertaling van onze genetische informatie. De figuur laat de gevonden netwerkverbanden zien in het ribosoom, de eiwitsynthesefabriek van de cel.