Nobelprijs Scheikunde voor schrikreacties

De Nobelprijs voor de Scheikunde wordt dit jaar uitgereikt aan de Amerikanen Robert Lefkowitz en Brian Kobilka. Zij krijgen de onderscheiding voor hun onderzoek naar schrikreacties in het menselijk lichaam.

Nobelprijscomitévoorzitter Sven Lidin begon de bekendmaking door de zaal met een luid 'Boe' op te schrikken. Daarover gaat dit prijswinnende onderzoek. Robert Lefkowitz (69) van Duke University en Brian Kobilka van Stanford University School of Medicine ontvangen de Nobelprijs omwille van hun onderzoek naar schrikreacties in het menselijk lichaam.

Brian Kobilka

Slimme Receptoren op de celwand
Ons lichaam is een nauwkeurig afgesteld systeem van interacties tussen miljarden cellen. Elke cel gebruikt kleine receptoren om de omgeving te voelen, en zich op basis van dergelijke waarnemingen aan nieuwe situaties aan te passen. De vecht- of vluchtreactie, als een reactie op een bedreigende situatie, is één van de bekendste voorbeelden hiervan. Robert Lefkowitz en Brian Kobilka ontdekten in hun onderzoek hoe het interne draadwerk van de belangrijkste familie receptoren – de G-proteïnegekoppelde receptoren – in elkaar zit.

Lange tijd was het een mysterie hoe cellen hun omgeving konden voelen. Wetenschappers wisten dat hormonen zoals adrenaline een krachtig effect konden hebben: de bloeddruk stijgt en het hart gaat sneller slaan. Daarom werd vermoed dat het celoppervlak over hormonenreceptoren moest beschikken. Maar waar deze receptoren uit bestonden, en hoe ze effectief werkten, bleef gedurende de twintigste eeuw onduidelijk.

Lefkowitz gebruikte in 1968 radioactiviteit om de celreceptoren op te sporen. Hij bevestigde een jodiumisotoop aan verscheidene hormonen, en dankzij de radioactieve straling kon hij een aantal receptoren ontdekken. Daarbij ook een receptor voor adrenaline: β-adrenergic receptor. Zijn onderzoeksgroep isoleerde deze receptor uit de celwand en kon zo een aantal basisideeën over de werking ervan bestuderen.

Robert Lefkowitz

Het onderzoeksteam bereikte haar volgende doorbraak in de jaren tachtig. Nieuwe kracht Brian Kobilka isoleerde de genen die coderen voor de β-adrenergic receptor uit het gigantische menselijke genoom. De onderzoeker ontdekte dat de receptor gelijkaardig was aan de receptor die in het oog licht ‘vangt’. Het team besefte dat er een uitgebreide ‘familie’ van receptoren met een gelijkaardig uiterlijk en functie moest bestaan.

Vandaag kennen we die familie als de G-proteïnegekoppelde receptoren. Een duizendtal genen coderen voor dergelijke receptoren, bijvoorbeeld voor licht, smaak, geur, adrenaline, histamine, dopamine en serotonine. Ongeveer de helft van alle medicatie werkt via deze receptoren.

In 2011 bereikte Kobilka een nieuwe doorbraak. Hij en zijn onderzoekers konden een β-adrenergic receptor ‘betrappen’ net op het moment dat de receptor door een hormoon geactiveerd werd en een signaal doorgaf aan de cel. In dit pionierswerk was ook de VIB onderzoeksgroep van Jan Steyaert en collega’s uit het VIB Departement Structurele Biologie, Vrije Universiteit Brussel betrokken. (kv)