Oväntade likheter mellan regndroppar och proteiner

Regndroppar och proteiner har en hel del gemensamt. Det visar forskare vid Umeå universitet i en ny studie. Principen för hur regndroppar bildas har nämligen stora likheter med hur proteiner veckar sig. Den kunskapen är viktig för förståelsen av sjukdomar som Alzheimers och ALS. Resultaten publiceras i det senaste numret av tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences och har väckt uppmärksamhet i den internationella forskarvärlden. Bakom studien står biokemisterna Mikael Oliveberg och Linda Hedberg vid Umeå universitet. För att en regndroppe ska kunna bildas räcker det inte med att några få vattenmolekyler klibbar ihop, utan cirka100 vattenmolekyler måste stöta samman på en gång. Är de färre än så kan droppen inte börja växa utan faller omedelbart isär. Genom en nyutvecklad teori och omfattande experimentella tester, har Linda Hedberg och Mikael Oliveberg visat att kroppens gåtfulla byggstenar, proteinerna, intar sin rätta form på ett liknande sätt. Till skillnad från vatten är proteinerna uppbyggda av långa kedjor, och dessa kedjor måste blixtsnabbt veckas ihop till små exakta nystan för att cellerna ska kunna fungera normalt. Men precis som med regndroppen räcker det inte med att några få segment av proteinkedjan börjar krulla ihop sig för att den rätta formen ska växa fram – alla delar måste stöta samman på en gång, annars händer ingenting. Här skönjer forskarna en viktig princip. Figuren föreställer proteinet L23 och de aminosyror som behöver hitta varandra för att hela proteinet ska veckas färdigt. Principen är ungefär densamma för de 100 vattenmolekyler som behövs för att en regndroppe ska börja växa. –Nu när vi ser likheterna mellan vattendroppars uppkomst och proteiners veckning kan vi också analysera proteinveckningen på ett tydligare sätt. Vi har en stringent teori att arbeta efter, säger Mikael Oliveberg. Proteinernas omständiga veckningssätt har fördelen att inga halvveckade proteiner ansamlas. Om sådana halvveckade proteiner trots allt uppträder, tenderar de att klibba ihop sig med varandra vilket i sin tur kan leda till att cellerna ”begår självmord”. Sådan felveckning i de känsliga nervcellena ligger bakom mycket svåra sjukdomstillstånd som till exempel ALS, galna ko-sjukan och Alzheimers sjukdom. För närvarande kan dessa sjukdomar inte botas då exakt kunskap om hur felveckningen går till fortfarande är okänd. Med hjälp av den nya teorin arbetar nu forskarna med att kartlägga vilka delar av proteinerna som styr veckningen och vilka delar som är känsliga för felveckning. Resultaten är ett viktigt steg mot en detaljerad molekylär förståelse av hur proteiner uppför sig i våra celler och vad som händer när det går fel. Som så ofta tidigare, dyker pusselbitarna upp där man minst anar – i detta fall kan principen för regndroppars uppkomst vara nyckeln till förståelsen av neurodegenerativa sjukdomar. – Kopplingen mellan regndroppar och proteiner kan tyckas vara enkel, men det är ofta de enkla lösningarna som är de rätta. Det här visar också att allting går igen i naturen. Fenomen återkommer men med olika ansikten. Om vi kan förstå hur proteinveckningen går till med hjälp av den här teorin kommer vi också att få mer kunskap om livet och om varför det ibland går snett, säger Mikael Oliveberg. För ytterligare information, kontakta: Mikael Oliveberg, professor i biokemi Telefon: 090-786 79 67 E-post: mikael.oliveberg@chem.umu.se Linda Hedberg, doktorand i biokemi Telefon: 090-786 74 90 E-post: linda.hedberg@chem.umu.se