Wetenschappers identificeren volledige menselijke eiwitten met nieuwe techniek

In een studie gepubliceerd in Nature Nanotechnology presenteren wetenschappers van de TU Delft een nieuwe techniek om eiwitten te herkennen. Eiwitten vervullen essentiële functies in onze cellen en spelen een cruciale rol bij ziekten zoals kanker en COVID-19-infectie. De onderzoekers identificeren eiwitten door de vingerafdruk uit te lezen, om deze vervolgens te vergelijken met patronen in een databank. Met deze technologie kunnen onderzoekers volledige eiwitten identificeren terwijl ze intact blijven, zodat de informatie bewaard blijft. De ontwikkeling helpt om de mechanismen achter verschillende ziekten bloot te leggen, en maakt het mogelijk om eerder diagnoses te stellen.

Incompleet IKEA-project

“Het bestuderen van eiwitten in cellen is al tientallen jaren een veelbesproken onderwerp en heeft enorme vooruitgang geboekt. Onderzoekers hebben een veel beter idee gekregen van welke soorten eiwitten er zijn en welke functie zij vervullen”, zegt Mike Filius, eerste auteur van het artikel. Op dit moment gebruiken wetenschappers vaak een techniek die massaspectrometrie heet om eiwitten te identificeren. De meest gebruikte methode van massaspectrometrie is de 'bottom-up' methode, waarbij volledige eiwitten in kleinere fragmenten worden geknipt, peptiden genaamd, die vervolgens door de massaspectrometer worden gemeten. Op basis van de gegevens van deze kleine fragmenten reconstrueert een computer het eiwit. Filius: "Dit is een beetje te vergelijken met een typisch IKEA-project, waarbij je altijd een aantal extra onderdelen overhoudt waarvan je niet zeker weet hoe ze erin passen. Maar in het geval van eiwitten kunnen deze onderdelen juist heel waardevolle informatie bevatten, bijvoorbeeld of het eiwit al dan niet een schadelijke structuur heeft die een ziekte veroorzaakt."

De vingerafdruk van eiwitten
“Om een eiwit te identificeren hoef je niet alle aminozuren – de bouwstenen van elk eiwit – te kennen. In plaats daarvan probeer je voldoende informatie te verkrijgen zodat je het eiwit kunt identificeren met behulp van een databank als referentie, net zoals de politie de identiteit van een verdachte kan achterhalen aan de hand van een vingerafdruk”, legt Filius uit. “In eerdere publicaties hebben we laten zien dat elk eiwit een unieke vingerafdruk heeft, net als de menselijke variant. We realiseerden ons dat we slechts een klein aantal van alle aminozuren van een eiwit hoeven te kennen, waarna we het kunnen vergelijken met alle tot nu toe bekende eiwitten”, voegt Raman van Wee, promovendus die betrokken was bij het onderzoek, toe.

.....

Lees verder op de website van TU Delft.