Een Duitse en een Amerikaanse onderzoeksgroep hebben alle gegevens van eiwitten die in mensen hun levensvatbare werk doen in kaart gebracht. Er ontbreken er nog wel een paar. Zo’n 90% van de menselijke eiwitten, tezamen het proteoom genoemd, zouden in die twee ‘catalogi’ staan. Opmerkelijk is dat enkele eiwitten door genen worden gecodeerd die er niet zouden mogen zijn en andere volledig ontbreken. Het is hier al vaker gezegd: het leven blijft verbazen.

Eiwitten zijn de echte levensmoleculen. Die zorgen er voor dat het in het lichaam reilt en zeilt zoals het bestemd is (door wie of wat dan ook). Het proteoom is veel ingewikkelder dan het genoom (het DNA-molecuul). In het genoom ligt ‘slechts’ het bouwplan voor de eiwitten opgeslagen. De structuur van eiwitten is heel wat ingewikkelder dan de wonderlijke ‘eenvoud’ van ons erfgoed (het DNA-molecuul) en in elke cel worden bij voortduring vele van die ingewikkelde moleculen gebouwd (en afgebroken). “Je kunt je het lichaam voorstellen als een reusachtige bibliotheek, waarin elk eiwit een boek voorstelt”, probeert Akhilesh Pandey van de Johns Hopkins-universiteit in Baltimore de boel te verhelderen. Pandey is een van de samenstellers van de eiwitcatalogus. Beide onderzoeksgroepen, de andere wordt geleid door Bernhard Küster van de technische universiteit München, hebben jaren aan de samenstelling van hun catalogi gewerkt, waarvan nu de eerste ruwe versies zijn verschenen. Voor hun catalogi analyseerden de onderzoekers monsters van verschillende menselijke weefsels met behulp van een massaspectrometer. Uit de monsters werden eerst de eiwitten geïsoleerd, die met behulp van enzymen in kleinere partjes werden gesneden. Van die brokstukken werd een massaspectrogram gemaakt.
De catalogi beschrijven zo’n 18 000 eiwitten ( 17 294 en 18 097). Dat zouden tussen de 84% en 92% van alle eiwitten in het menselijk lichaam zijn. Pandey: “Zelfs deze onvolledige catalogus toont dat de eiwitten heel verschillend in het lichaam verdeeld zijn. Zo’n 10 000 eiwitten vormen een soort kernproteoom dat je in elke cel aantreft.” Bernhard Küster vermoedt dat die ‘kerneiwitten’ gaan over de algemene regelsystemen en de instandhouding van de cel. Die eiwitten zijn als een soort basis nodig om te cel te laten functioneren. Daarnaast zijn er eiwitten die alleen in bepaalde weefsels en cellen voorkomen. Daarom ook is de eiwitsamenstelling van elk orgaan anders.
Tot hun grote verrassing vonden beide groepen bijna 200 eiwitten die niet door bekende genen konden zijn gecodeerd, maar, via RNA in het ribosoom, door het DNA buiten de genen moeten zijn aangemaakt. De oude DNA-troep (junk-DNA) blijkt niet alleen een regulerende functie te hebben, maar zelfs voor eiwitten te coderen. “Dat was het opwindendste deel van de studie”, zegt Pandey. “Dat betekent dat we tot nu toe niet goed begrepen hebben hoe cellen het DNA lezen.” Welke functies die ‘onmogelijke’ eiwitten hebben is nog niet bekend.
Tegenover die onverwachte eiwitten blijken er zo’n 2000 zoek te zijn, die volgens de genenkaart er wel zouden moeten zijn. Mogelijk dat die, of een deel daarvan, alleen in de embryonale fase actief zijn. Het is ook mogelijk dat sommige genen in de loop van de evolutie functieloos zijn geworden. “Küster: “Wellicht zien we hier de evolutie in werking: een organisme deactiveert overbodige genen en probeert op andere plaatsen nieuwe genprototypen.”
De beide catalogi vormen een eerste stap(je) naar de oplossing van de nog vele raadselen die het leven omgeven. “Net als bij het genoom zal het nog wel wat tijd en geld kosten voor we het hele menselijke proteoom in kaart gebracht hebben.” Als we het over ruw hebben bedoelen we ook ruw. Van lang niet al die rond 18 000 eiwitten is de samenstelling tot op het aminozuur bekend (aminozuren vormen de bouwstenen van de eiwitten). Om, bijvoorbeeld, mutaties te kunnen achterhalen is dat wel nodig. Pandey houdt het niet voor onmogelijk dat het proteoom zo ingewikkeld is dat we het nooit volledig in kaart zullen kunnen brengen.

Bron: bdw