5 weetjes over eiwitten

… eiwitten veel meer zijn dan de proteïneshakes die sporters drinken om spieren te kweken?

Eiwitten zijn kleine moleculen, opgebouwd uit aminozuren, die talloze functies in je lichaam vervullen. Ze zijn de bouwstenen van cellen en weefsels: je haar en nagels bestaan uit keratine, je huid en bindweefsel uit collageen, allebei vormen van eiwitten. Andere eiwitten versnellen chemische reacties, zoals voedselvertering, of transporteren stoffen door je lichaam. Ook insuline is een eiwit: het stuurt je bloedsuikerregulatie en andere processen aan. En ten slotte zijn er nog eiwitten die als antistoffen je lichaam helpen beschermen tegen ziekteverwerkers, of die zorgen voor spiercontractie – ofwel: beweging.

… eiwitten vaak worden bestudeerd door te kijken naar wat níét aanwezig is?

Eiwitten bestuderen we via massaspectrometrie. Daarbij breken we ze in kleinere stukjes, peptiden, tussen de verschillende aminozuren. Die peptiden ioniseren we: we voegen er een elektrische lading aan toe. Daarna scheiden we ze op basis van de verhouding tussen hun massa en hun elektrische lading. Omdat we de theoretische massa van al die deeltjes kennen, kunnen we dan afleiden over welk soort aminozuur of eiwit het gaat.

In de praktijk is dat niet eenvoudig. Sommige peptiden ontvangen het elektrische signaal minder goed, andere zijn te lang of te kort en worden daardoor niet meegenomen. Vaak moeten we op basis van de totale massa nagaan welke deeltjes nog ontbreken in onze analyse. Soms weten we dat een specifieke peptide aanwezig moet zijn, soms hebben we gewoon pech dat er één niet geïoniseerd raakt – en moeten we ernaar op zoek.

… DNA niet de enige databank met persoonlijke gegevens in ons lichaam is?

Eiwitten worden aangemaakt op basis van genetische instructies in ons DNA. Via eiwitanalyse kunnen we dus indirect veel DNA-informatie verzamelen. De aanwezige eiwitten laten bijvoorbeeld zien welke genen actief zijn in een cel of weefsel. Afwijkende eiwitten zijn dan weer een teken van genetische mutaties, en ook de impact van ziekte, stress of medicatie op genexpressie is in eiwitten af te lezen.

Maar we weten vooral dat we heel veel nog níét weten. We spreken weleens van het dark proteome: het deel van de eiwitwereld dat nog grotendeels onbekend en onbegrepen is. Sommige eiwitten zijn flexibel en kunnen meerdere vormen aannemen afhankelijk van hun omgeving. Andere zijn zo klein dat we ze moeilijk kunnen opsporen. We vermoeden dat we in het dark proteome veel kennis over ons lichaam kunnen ontgrendelen, maar tasten nog vaak in het donker.

… steeds meer informatici de weg vinden naar eiwitonderzoek?

Eiwitonderzoek is tegelijk een jonge en oude discipline. Dankzij de technologische vooruitgang zijn er veel nieuwe analysetechnieken waarmee we grote stappen kunnen zetten. Met artificiële intelligentie kunnen we bijvoorbeeld veel sneller veel meer data verwerken. Maar dat vraagt enorme hoeveelheden gegevens, en die kunnen we niet telkens opnieuw bijeenrapen. Daarom blijven we oude data gebruiken: als trainingsinput, maar evengoed om nieuwe inzichten op te doen. Zo ontwikkelen we almaar betere algoritmes en modellen om informatie op te sporen én te begrijpen. En net die link met data-analyse trekt mensen uit de IT-wereld aan.

… wetenschappers almaar kritischer moeten nadenken over privacy?

Uiteraard willen we allemaal onze privacy beschermen. Maar steeds vaker zien we dat ook andere belangen doorwegen. Mensen met een zeldzame ziekte zijn bijvoorbeeld vaker vragende partij om hun data publiek te maken, want alleen zo kunnen we een voldoende grote dataset creëren om die ziekte aan te pakken. Tegelijk gaat privacy breder dan alleen jouw persoonlijke informatie: informatie over jou heeft vaak ook betrekking op je familieleden. Kan één individu daar dan wel over beslissen?

Nieuwe AI-modellen voegen nog een extra laag toe: veel mensen laten hun data wel gebruiken, behalve om AI te trainen. Maar welk soort AI bedoelen ze daarmee? En wat als ze wel toestemmen maar later van mening veranderen? Je kunt dat model dan niet meer ‘ont-trainen’. Je ziet: nog een hoop vragen die een genuanceerd antwoord nodig hebben!