"Moleculaire dans" - sleutelmechanisme van celbeweging eindelijk ontcijferd, biedt nieuwe inzichten in kankeronderzoek
In elke cel zorgt een fijnmazig netwerk van eiwitvezels, het zogenaamde cytoskelet, voor structuur en stabiliteit. Actinefilamenten spelen een cruciale rol in dit systeem - deze kleine eiwitstrengen worden continu opgebouwd en afgebroken om beweging mogelijk te maken. Tot nu toe bleef het exacte proces achter hun afbraak echter onduidelijk.
Een onderzoeksteam van het Max Planck Instituut, onder leiding van structuurbioloog Stefan Raunser, heeft ontdekt dat drie eiwitten - coronine, cofiline en AIP1 - in perfecte harmonie samenwerken. De onderzoekers beschrijven deze interactie als een "moleculaire dans", waarbij elk eiwit een aparte rol speelt. Hun bevindingen werden gepubliceerd in Cell in oktober 2025.
Eerst bindt coronine zich aan het filament en verandert subtiel de structuur ervan, waardoor chemische veranderingen - met name het verwijderen van fosfaatgroepen - gemakkelijker kunnen plaatsvinden. Deze stap "rijpt" het filament en bereidt het voor op de volgende fase. Cofiline neemt het dan over, verdringt coronine en verzwakt de structuur van het filament verder. Tot slot komt AIP1 in actie. Als een soort moleculaire tang trekt dit eiwit het gedestabiliseerde filament uit elkaar en voorkomt dat het opnieuw wordt opgebouwd.
IJs en elektriciteit onthullen de dans van de cel
Om dit proces te ontrafelen, gebruikte het team geavanceerde cryo-elektronenmicroscopie. Bij deze techniek worden de eiwitten snel bevroren en in beeld gebracht met elektronenbundels om zeer gedetailleerde 3D-structuren te genereren. In totaal namen de onderzoekers meer dan een miljoen afzonderlijke beelden op en reconstrueerden ze 16 momentopnames die samen de volledige opeenvolging van gebeurtenissen onthullen.
Het resultaat is een nieuw, alomvattend model van filamentafbraak dat al lang bestaande aannames in twijfel trekt. Jarenlang werd aangenomen dat cofiline het belangrijkste eiwit was dat verantwoordelijk was voor het doorsnijden van de filamenten. In werkelijkheid is deze rol echter weggelegd voor AIP1. Het onderzoek biedt nieuwe inzichten in de fundamentele mechanica van celbeweging.
Implicaties voor geneeskunde en onderzoek
Deze bevindingen zijn niet alleen belangrijk voor fundamenteel onderzoek. Celbeweging speelt ook een sleutelrol bij ziekten zoals kanker en in de immuunrespons. Met name tijdens metastase - de verspreiding van kankercellen door het lichaam - maken tumorcellen gebruik van mechanismen die lijken op de mechanismen die gezonde cellen gebruiken tijdens wondgenezing.
Nu onderzoekers begrijpen hoe eiwitten zoals AIP1, cofiline en coronine de celbeweging reguleren, kunnen er nieuwe mogelijkheden ontstaan om deze processen aan te pakken. Op de lange termijn zou deze kennis kunnen helpen bij de ontwikkeling van therapieën die de verspreiding van kankercellen vertragen of zelfs voorkomen door in te grijpen in hun vermogen om te bewegen.
