Project R-14993

Eiwitvouwing / niet-vouwing en dynamiek (PROFOUND) (Onderzoek)

Eiwitten zijn polymere ketens die ten grondslag liggen aan alle functies in cellen van alle organismen. Een van de meest fascinerende aspecten van eiwitten is dat ze voortdurend in beweging zijn, wat essentieel is voor hun functie, hun interactie met andere moleculaire entiteiten in cellen en hun vermogen om membranen binnen te dringen en naar subcellulaire compartimenten te reizen. Wanneer eiwitten de eiwitproductiefabrieken van de cel verlaten, lijken ze bovendien op verlengde draden, maar kort daarna maken ze gebruik van hun intrinsieke vermogen om dynamisch te zijn en krijgen ze gedefinieerde strak verpakte driedimensionale vormen. Dit laatste proces staat bekend als vouwen. In alle gevallen veroorzaken eiwitten die niet goed kunnen bewegen of vouwen en misvouwen of aggregeren ziektebeelden zoals de ziekte van Alzheimer of niet-functionele hormoonreceptoren. Als we de dynamica van eiwitten rationeel zouden kunnen manipuleren, zouden we nieuwe therapieën kunnen ontwikkelen. Dit enorme biomedische en klinische potentieel blijft grotendeels onbenut omdat de processen van eiwitdynamica nog steeds slecht begrepen worden. Een belangrijke hindernis hiervoor is dat er verschillende geavanceerde technieken gebruikt moeten worden om de dynamica goed vast te leggen en dat de gegevens geanalyseerd moeten worden met robuuste statistieken en geavanceerde computertechnieken. Deze tools vereisen een dure investering in infrastructuur en gespecialiseerde expertise. Het doel van het onderzoeksnetwerk PROFOUND is het uitbouwen van een platform voor toekomstige wetenschappelijke en biomedische ontdekking van eiwitdynamica en -vouwing in Vlaanderen en België. PROFOUND wil de volgende doelstellingen realiseren: (-) Dit onderzoeksnetwerk uitbouwen tot de Vlaamse en Belgische "go to" consolidator van onderzoek in eiwitdynamica en -vouwing. (-) Verbinden van bestaande modules en opzetten van een robuuste nationale pijplijn van vier kern methodologische richtingen in de studie van geavanceerde eiwitdynamica in Vlaanderen (Hydrogen Deuterium Exchange mass spectrometry, single molecule FRET). (-) Efficiënte productie en karakterisatie van eiwitdynamica en -vouwing met aanvullende biofysische instrumenten met lage resolutie. (-) Ontwikkeling van nieuwe bioinformatica tools voor data retrieval, analyse, visualisatie en statistische testen. (-) Versterken en uitbreiden van de bestaande tools van de Vlaamse kennisbank door het opzetten van lange-termijn samenwerkingsverbanden met individuele experts in de Franstalige gemeenschap en in het buitenland (HDX-MS; eiwitvouwing, aggregatie en biofysische analyse, eiwitvouwdynamica en ongeordende eiwitten, membraan-gerelateerde chaperones en buitenmembraanvouwing, verknopingsmethoden). (-) Links leggen naar orthogonale studies met complementaire tools die momenteel niet beschikbaar zijn in Vlaanderen of wel beschikbaar maar niet gespecialiseerd in de interesses van PROFOUND. Deze zullen worden geleverd door externe wereldwijde experts, in het bijzonder in optische pincetten om chaperones, eiwitvouwing en eiwitdynamica te bestuderen, NMR in eiwitvouwing en chaperoninteracties en Molecular Dynamics simulaties van eiwitbewegingen. Belangrijke bijkomende dimensies die in dit voorstel gedetailleerd zullen worden, zijn onder meer de opleiding van jonge wetenschappers, het opzetten van mechanismen voor gemakkelijke toegang tot de PROFOUND-pijplijn van andere Vlaamse en Belgische wetenschappers die geen expert zijn in de methodologieën en verspreidingsactiviteiten die theoretische en hands-on workshops, WWW-gebaseerde informatie en cloud-gebaseerde lezingenreeksen zullen omvatten.

01 januari 2021 - 31 december 2025