Neuronen gebruiken een virus-achtige constructie om elkaar boodschapper-RNA door te geven dat codeert voor de bouwstenen van die virus-achtige constructie. Dat blijkt uit twee publicaties die gelijktijdig verschenen in Cell.

Die bouwstenen staan bekend als activity-regulated cytoskeleton associated protein, afgekort Arc. Al langer is duidelijk dat dit eiwit essentieel is voor leer- en geheugenprocessen, maar niemand wist waarom precies.

Wel was opgevallen dat Arc een beetje lijkt op zogeheten Gag-eiwitten, die deel uitmaken van de structuur van het hiv-virus. Maar de betekenis daarvan was onduidelijk.

Totdat Jason Shepherd en collega’s van de universiteit van Utah het Arc-gen transplanteerden naar bacteriën, en tot hun stomme verbazing zagen dat Arc-moleculen in die omgeving aan zelfassemblage gaan doen en capsides vormen, een soort virusmantels. ‘Andere neurowetenschappers zouden me hebben uitgelachen als ik van tevoren zoiets had beweerd’, zegt Shepherd achteraf.

De ontdekking wordt bevestigd door Vivian Budnik, Travis Thomson en collega’s van de universiteit van Massachusetts. Zij ontdekten dat de motorneuronen van fruitvliegjes de spieren controleren door blaasjes los te laten, zogeheten extracellulaire vesikels, die vol zitten met Arc-capsides. Hoe actiever de neuronen zijn, des te meer capsides. En die capsides bevatten messenger-RNA dat codeert voor nog meer Arc zodat de ontvangende spiercel dat eiwit ook kan aanmaken ondanks het feit dat zijn eigen Arc-genen inactief zijn.

Shepherd heeft in een petrischaaltje genetisch gemodificeerde muizenneuronen gekweekt, die ook geen Arc aanmaken. Dien je die gezuiverde Arc-capsides toe, dan nemen ze die op en brengen het Arc-mRNA tot expressie.

En in Massachusetts hebben ze ontdekt dat het transport slechts in één richting verloopt, en dat de capsides een deel van het mRNA binden dat niet naar eiwit wordt vertaald.

De onderzoekers vragen zich nu of deze vorm van transport ook speelt bij andere eiwitten, en misschien wel de verspreiding van alzheimer en andere neurologische aandoeningen bevordert. Maar ze denken er ook nuttig gebruik van te kunnen maken: nu wordt gentherapie nog vaak verpakt in gemodificeerde virussen, maar Arc-capsides zouden een nuttig alternatief kunnen zijn omdat het immuunsysteem ze per definitie niet aanvalt.

bron: NIH