Trängsel i cellen förklarar hur borrelia kan upptäckas
I en cell är det så trångt att ett särskilt protein från borrelia blir helt omstöpt. Från att ha liknat en avlång rugbyboll, böjs det för att sedan kollapsa till en klump. Då framträder också en tidigare dold del som gör att antikroppar bildas. Detta förklarar hur borrelia kan diagnostiseras, något som tidigare varit okänt.
Trängsel i cellmiljön tvingar proteinet VlsE, som finns i borreliabakterier, att ändra form. Som gubben ur lådan hoppar då också en antigen fram, d.v.s. ett kroppsfrämmande ämne, som sätter i gång kroppens produktion av antikroppar. Det är just förekomsten av dessa antikroppar som läkare ofta använder för att diagnostisera borrelia. Fram till i dag har det saknats kunskap om hur antikropparna kan bildas, eftersom antigenen är dold i den ursprungliga formen för proteinet VlsE.
– Vi misstänker att proteinets formförändringar är naturens egen origami för att kontrollera vilka funktioner proteinet ska ha vid särskilda tillfällen. På detta sätt kan olika delar exponeras, ungefär på samma sätt som i vikta pappersloppor som barn leker med, säger Pernilla Wittung-Stafshede, nytillträdd professor i biologisk kemi vid Umeå universitet.
Hon har tillsammans med kollegor från USA publicerat resultaten i den amerikanska vetenskapsakademiens tidskrift Proceedings from the National Academy of Sciences.
Hur proteiner veckas och förändrar sin form har studerats intensivt i många år i provrör, men vid de studier som genomförts har framför allt utspädd vattenlösning använts. Pernilla Wittung-Stafshede poängterar att det är stor skillnad att studera en cellmiljö.
– En cell är inte en ”påse vatten” utan den är tjock som en gelé och den totala mängden stora molekyler i en cell kan motsvara upp till 40 % av den totala volymen. Det gör att proteinerna får mindre utrymme för att vecka sig i, berättar Pernilla Wittung-Stafshede.
Trängseln i cellen medför alltså att proteinernas form och funktion kan påverkas.
– Det här innebär i sådana fall att det skulle gå att skapa en viss sorts trängsel i cellen, som skulle bli ett precisionsverktyg för att manipulera proteinets form. Vilka fler proteiner skulle få andra funktioner om vi tryckte till dem? Med ett sådant verktyg skulle vi kanske få möjlighet att slå av eller på specifika aktiviteter och signaler i proteiner. Vi spekulerar att detta i framtiden skulle kunna användas för att till exempel påverka olika sjukdomsförlopp, förklarar hon.
Studien är den första som visar att trängsel i cellen kan medföra att formerna förändras i ett stort, biologiskt relevant protein. Undersökningarna är gjorda med hjälp av datorsimuleringar och laboratorieexperiment.
Kontaktinformation
För ytterligare information, kontakta gärna:
Pernilla Wittung-Stafshede, professor i biologisk kemi, Umeå universitet
Telefon: 090-786 5347
E-post: pernilla.wittung@chem.umu.se
