Prille poging om MCU zichtbaar te maken met fluorescente GFP-labels.

Na 50 jaar zoeken is het eiwit geïdentificeerd dat bij mitochondriën dient als calciumkanaal. Niet door eindeloos proefjes te doen maar door op een slimme manier te zoeken in bestaande eiwitdatabases, zo meldt Vamsi Mootha (Harvard Medical School) in Nature.

Bekend was al dàt mitochondriën van verschillende organismen (maar niet van allemaal) grote hoeveelheden Ca2+ kunnen opnemen, en dat dat proces verloopt via een membraaneiwit dat bekend staat als de ‘uniporter’. Maar alle pogingen om dat eiwit te isoleren en te identificeren waren tot nu toe mislukt.

Mootha en collega’s hebben het daarom anders aangepakt, namelijk door databases met alle bekende genen en bijbehorende eiwitten ondersteboven te keren en na te gaan welke daarvan de uniporter zouden kunnen zijn. Die strategie is mogelijk gemaakt door de opheldering va steeds mer complete genomen in de afgelopen jaren.

Om te beginnen publiceerden ze in 2008 een vrijwel complete lijst van eiwitten die in muizen- en mensenmitochondriën voorkomen. Deze ‘MitoCarta’-database bevat ongeveer 1.000 eiwitten, en van de meeste daarvan is de functie onbekend.

Vorig jaar legden ze MitoCarta en een vergelijkbare lijst met eiwitten uit een Trypanosoma-parasiet naast de lijst met eiwitten van de gistcel. Die laatste heeft zulke calciumkanalen niet. Dat leverde een stuk of 50 eiwitten op die de gistcel ook niet heeft, en die dus in principe iets met de calciumopname te maken zouden kunnen hebben.

Na een hoop labwerk bleef één eiwit genaamd MICO1 over, dat inderdaad heel veel met die calciumopname van doen had. Alleen bleek MICO1 totaal niet de vorm te hebben die nodig is om door een membraan heen te steken en er calciumionen doorheen te loodsen. Waaruit de onderzoekers de conclusie trokken dat het een regelfunctie moest hebben en dat het dus misschien wèl de weg kon wijzen naar het echte membraaneiwit.

Dus ging Mootha’s groep opnieuw zoeken in de databases. Dit keer naar een eiwit dat je overal tegenkomt waar je ook MICO1 ziet, waarbij ze ook nog altijd in ongeveer dezelfde verhouding tot expressie moeten komen. Dat leverde één eiwit met tot nu toe onbekende functie op dat het wel moest zijn en dat prompt ‘mitochondrial calcium uniporter’ werd gedoopt, afgekort MCU.

Analyse achteraf heeft uitgewezen dat MCU er inderdaad wèl als een membraaneiwit uitziet, en dat het calciumtransport in minstens 3 verschillende celtypes wegvalt wanneer je het eiwit uitschakelt.

Hoe dat calciumtransport precies werkt, is overigens nog niet duidelijk. De onderzoekers vermoeden dat MCU niet op z’n eentje het hele calciumkanaal vormt, en dat er nog andere eiwitten bij zijn betrokken die nog moeten worden gevonden.

Dat MICO1 helemaal geen regelfunctie heeft maar ook deel uitmaakt van het eiwitcomplex, is trouwens ook nog mogelijk.

bron: Harvard Medical School

Onderwerpen