Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Het eiwit dat ons speeksel zo glibberig maakt is keer op keer opnieuw ontstaan uit andere eiwitten, ontdekten wetenschappers.
Wat hebben het slijm van een naaktslak en het kwijl van een schattige baby met elkaar te maken? Ze bevatten allebei het eiwit mucine. En dat is zo nuttig dat het bij zoogdieren in de loop der evolutie meermaals is ontstaan uit totaal andere eiwitten. Dat blijkt uit genetisch onderzoek van de University at Buffalo (VS), dat in het wetenschapsblad Science Advances is gepubliceerd.
Lees ook:
- Mieren genezen gewonde soortgenoten met hun slijm
- Maagslijm varken beschermt tegen droge ogen
- Speekseleiwitten kunnen overmatig zoutgebruik verklaren
Haarborstel
Mucines hebben verschillende functies, maar de bekendste is toch wel dat het de typische glibberigheid van lichaamslijm veroorzaakt. Dat is bijvoorbeeld nodig om voedsel soepel via de slokdarm naar je maag te laten glijden. Ook dient het als een beschermende barrière tegen ziekteverwekkers.
Een deel van het eiwit mucine bestaat uit een zich steeds herhalende volgorde van bouwstenen (aminozuren), ook wel repeats genoemd. Deze repeats bezitten een soort uitsteeksels bestaande uit suikermoleculen. Eigenlijk lijkt een mucine dus een beetje op een haarborstel. Deze typische vorm geeft het eiwit zijn glibberigheid.
Verrassing
De onderzoekers, onder leiding van Omer Gokcumen en Stefan Ruhl, wilden weten hoe deze haarborstelstructuur is ontstaan. Ze namen eerst een klein speekseleiwit in mensen, MUC7 geheten, onder de loep. Dit is ongeveer even groot als MUC10, te vinden in muizen. Waren de eiwitten misschien ‘familie’ van elkaar in de evolutionaire stamboom? Het ietwat teleurstellende antwoord: nee.
Na een verdere zoektocht stuitten de onderzoekers op een verrassing: MUC10 leek weliswaar niet op MUC7, maar wél op PROL1, te vinden in menselijke tranen. En dat terwijl PROL1 helemaal geen mucine is. Het enige verschil tussen de twee op elkaar lijkende eiwitten is dat MUC10 die haarborstelvorm heeft, het typische kenmerk van een mucine.
De ontdekking brachten Gokcumen, Ruhl en collega’s tot de conclusie dat PROL1 tijdens de evolutie van de muis is omgezet van niet-mucine naar mucine. Een soort recycling dus. Die recycling kan nodig zijn in bijvoorbeeld gevallen van een tekort aan slijm in bepaalde weefsels of organen.
De volgende stap was de genen van nog veel meer mucines vergelijken om te zien of er nog meer gevallen van moleculaire recycling waren. Dat bleek zo te zijn: van de onderzochte mucines van 49 zoogdiersoorten bleken maar liefst 15 eiwitten te zijn die op een bepaald moment in de evolutie zijn ‘herboren’ als mucine.
Enorm belangrijk
“Een verrassende ontdekking”, vertelt infectie-onderzoeker Karin Strijbis, gespecialiseerd in mucines, van de Universiteit Utrecht. “Normaal gesproken ontstaan genen vanuit een kopie van een gen met een vergelijkbare functie. In het artikel wordt overtuigend aangetoond dat in meerdere diersoorten nieuwe mucine-genen uit juist niet vergelijkbare eiwitten zijn geëvolueerd.”
“Het onderzoek laat zien dat er sterke evolutionaire druk is om elke diersoort zijn eigen optimale mucine-samenstelling van slijm te geven”, vervolgt ze. “Een prachtige studie die bevestigt dat slijm enorm belangrijk is voor de gezondheid van mens en dier.”
Slijmophoping
De onderzoekers geven aan dat ze nog wel vrij beperkt onderzoek hebben gedaan. Ze hebben alleen gekeken naar bepaalde delen van het totale genenpakket van de zoogdieren. Het kan dus zomaar zijn dat er nog veel meer tot mucine omgebouwde eiwitten zijn. Ook kan het in vervolgonderzoek interessant zijn om te zien of deze recycling ook plaatsvindt in andere (niet-zoog-)dieren die slijm gebruiken in hun lichaam – en dat zijn er heel wat.
En hebben wij mensen nog wat aan deze kennis? Jazeker, we weten nu dat sommige eiwitten in bepaalde omstandigheden door het lichaam kunnen worden omgezet in slijm. Dit mechanisme kan misschien een rol spelen bij ziektes waarbij slijm zich ophoopt, waaronder taaislijmziekte, of tumoren die uit slijmcellen zijn gegroeid. Mocht dat inderdaad zo zijn, dan geeft het wetenschappers mogelijk aanknopingspunten voor nieuwe behandelmethoden.
Bronnen: Sciences Advances, University at Buffalo via EurekAlert!