Er zijn DNA-sequenties waar de eiwitsynthese letterlijk op stuk loopt. En dat is ook de bedoeling. E. coli gebruikt dit mechanisme om zijn magnesiumgehalte te regelen, schrijven Japanse onderzoekers in Molecular Cell.

Om precies te zijn blijkt het mis te gaan wanneer een ribosoom een stuk of tien ‘zure’ aminozuren aan elkaar moet rijgen, dus asparaginezuur of glutaminezuur. Ook een afwisseling van een van die twee met proline blijkt funest. Het ribosoom, dat zelf een complex is van een aantal eiwitten, wordt er door gedestabiliseerd en valt in twee stukken uiteen, zodat het zijn werk niet verder kan afmaken. De incomplete eiwitketen kan vervolgens óók zijn werk niet doen.

Hideki Taguchi en collega’s noemen het intrinsic ribosome destabilization, afgekort IRD. Eerder was al vastgesteld dat sommige aminozuursequenties de eiwitsynthese vertragen, maar dat het ook helemáál mis kan gaan is nieuw.

Alleen is misgaan niet het juiste woord. In het ribosoom zit ook een eiwit genaamd bl31, dat beide helften bij elkaar moet houden en IRD dus tegenwerkt. En schakel je in E. coli het gen uit dat codeert voor bl31, dan zie je met name de aanmaak van een ander eiwit genaamd MgtA met een factor tien toenemen.

MgtA is een membraaneiwit dat magnesiumionen naar binnen sluist. De expressie van het verantwoordelijke gen wordt afgeremd door weer een ander eiwit, genaamd MgtL, en in de genetische code dáárvan blijkt een sequentie te zitten die IRD in de hand werkt.

Voor zijn werking is bl31 afhankelijk van magnesiumionen. Zijn er daar te weinig van, dan stijgt de kans dat door IRD de synthese van MgtL mislukt. Wat weer leidt tot een groter aantal MgtA-eiwitten die ook meer magnesiumionen naar binnen kunnen pompen. Op die manier regelt de bacterie de inwendige Mg2+-concentratie, onafhankelijk van het aantal ionen buiten de cel.

Vermoedelijk zijn in de natuur meer voorbeelden van zulke mechanismes te vinden. En misschien zijn er ook wel eens pogingen op stuk gelopen om eiwitten te produceren via genetische modificatie… wie weet?

bron: Tokyo Institute of Technology

Onderwerpen