n COLUMN n
Knappe koppen
en hun ingenieuze ontdekkingen
Vandaag: Schekman, Rothman en Südhof
Randy Wayne Schekman is een biochemicus van Amerikaanse afkomst. Hij is geboren in 1948 in Saint Paul, Minnesota, VS. Sinds 1989 is hij hoogleraar Moleculaire en Cellulaire Biologie aan de Universiteit van Berkeley in Californië. James Rothman is geboren in 1950 in Haverhill, Massachusetts, VS. Hij is ook een biochemicus. Ook is hij hoogleraar Fysiologie en Biofysica aan de Columbia Universiteit in New York en hoogleraar Biomedische Wetenschappen aan de Yale Universiteit in New Haven. Thomas Südhof is een biochemicus van Duitse afkomst. Hij is geboren in 1955 in Göttingen, Duitsland. Ook is hij hoogleraar Moleculaire en Cellulaire Fysiologie en Neurologie aan de Stanford Universiteit in Californië. Deze drie wetenschappers hebben gezamenlijk een van de belangrijkste transportmechanismen in de cel ontrafeld. Ze ontdekten hoe het zogenaamde vesikeltransport in de cel functioneert en hoe het wordt gereguleerd. Wat bekend is: Elke cel is als een kleine fabriek die belangrijke producten produceert die elders in het lichaam nodig zijn en daarheen moeten worden vervoerd. Ook binnen de cel moeten moleculen en bouwmaterialen van het ene deel van de cel naar het andere worden getransporteerd. Om te voorkomen dat er chaos ontstaat en alles altijd op het juiste moment op de juiste plaats is, zorgt een verfijnd verpakkings- en transportsysteem voor de vesikels. Deze kleine blaasjes bestaan uit hetzelfde materiaal als het celmembraan en omhullen elke lading als een pakket. Als een stof uit de cel moet worden afgevoerd, beweegt het vesikel met de lading naar het celmembraan. Daar smelt het samen met het membraan, zodat de inhoud aan de buitenkant van de cel terechtkomt. Als een substantie moet worden opgenomen, wordt het gewenste deel van het omhulsel naar binnen geknipt en zo getransporteerd. Maar er was altijd een belangrijke vraag onbeantwoord: hoe weten de vesikels waar ze hun lading moeten afleveren en hoe coördineert en controleert de cel de vele transportbewegingen? Met andere woorden: hoe slagen cellen erin om het enorme interne molecuulverkeer zo te regelen dat er geen chaotische toestand ontstaat? R.W. Schekman ontdekte specifieke genen in bakkersgist die het vesikeltransport regelen. Hij identificeerde 23 verschillende genen en ontrafelde hun volledige signaalroutes. Alleen deze genen
maken het vlotte samenspel van de vele transporteurs mogelijk, of ze voorkomen het transport, zoals bij sommige ziekten het geval is. James Rothman ontrafelde de eiwitstructuren die de vesikels in staat stellen te versmelten met het celmembraan of de membranen van celorganellen en zo lading op te nemen of af te geven. Hij ontdekte dat hier ook het zogenaamde sleutel- slotmodel wordt toegepast. Dit betekent dat een vesikel alleen kan versmelten met een membraan en zijn lading kan vrijgeven als het juiste slot-eiwit aanwezig is voor zijn sleutelproteïne. Het onsamenhangend versmelten van vesikels met het celmembraan is de oorzaak van een reeks aandoeningen. Thomas Südhof ontdekte dat elektrische signalen in chemische boodschappers worden omgezet op de contactpunten van zenuwcellen, de synapsen, en vervolgens worden getransporteerd over de kloof tussen de twee cellen. Ook hier spelen vesikels een doorslaggevende rol. Hij kon aantonen dat alleen de zogenaamde neurotransmitters worden vrijgegeven als de vesikels precies het juiste elektrische signaal ontvangen. Dit verklaart hoe het vesikeltransport zo nauwkeurig in tijd kan worden geregeld. In 2013 ontvingen Wayne, Rothman en Südhof gezamenlijk de Albert Lasker Award en de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde voor hun ontdekkingen waarmee ze “het uiterst precieze controlesysteem voor het transport en de levering van cellulaire lading hebben onthuld.” Overigens was de dag van de prijsuitreiking 10 december, de sterfdag van de oprichter van de prijs, Alfred Nobel. Drie knappe koppen met interessante verhalen.
37
PHARM ACTUEEL nr 12 december 2023
Made with FlippingBook Ebook Creator