Ricin er kun dødelig i kombination med sukker

Plantegiften ricin er et af de mest giftige naturligt forekommende proteiner, gør det til et ekstremt farligt biovåben. Ricin-angreb har skabt overskrifter flere gange gennem årene, inklusive det spektakulære "paraplymord" i London i 1970'erne, eller ricin-brevene adresseret til Barack Obama i 2014. Der er ingen modgift.

Ricin ødelægger cellernes ribosomer, gør en af ​​de grundlæggende processer, der kræves for livet inaktiv. Selv små doser kan dræbe inden for 36 til 72 timer. Planten, der producerer den dødelige gift, Ricinus communis, findes også i nogle forhaver og parker. Ricinusolie udvundet af plantens frø har medicinske og industrielle anvendelser.

Forskere har ledt efter en effektiv ricin-modgift i årtier. Imidlertid, cytotoksiner som ricin giver også vigtig indsigt i cellers molekylære egenskaber, såsom kontaktpunkterne giften bruger til at trænge ind i celler. Der er også spørgsmålet om, hvordan celler kan beskytte sig selv.

Ricin kræver adgangskode indeholdende sukker

IMBA-forskere har nu opdaget, at sukker er en nøglefaktor. Forskerne identificerede to gener, der gør ricin så dødelig. Fut9 og Slc35c1 regulerer metabolismen af ​​et bestemt sukker i celler, et essentielt monosaccharid kaldet fucose - ikke at forveksle med fruktose eller frugtsukker. Fucose binder sig til proteiner og er efterfølgende i stand til at ændre deres form og funktion. Fordi fucose også binder til proteiner i cellevæggen, det spiller en vigtig rolle i kommunikation og transport mellem celler og deres omgivelser. Som rapporteret i Celleforskning , både Fut9 og Slc35c1 er ansvarlige for ricins toksiske virkning, fordi de giver giften adgang til cellernes transportsystemer, gør det muligt for det at nå ribosomerne, som det i sidste ende ødelægger.

"Hæmmer disse gener, for eksempel ved hjælp af et syntetiseret molekyle, hindrer transporten af ​​ricin ind i cellerne og forhindrer det i at nå ribosomerne, hvor den kan udløse en så betydelig skade. Dette skyldes, at giften kræver en typisk sukkersignatur på cellevæggen, som den kan binde sig til, sagde Jasmin Taubenschmid, en ph.d.-studerende i IMBA-teamet ledet af Josef Penninger.

Taubenschmid og proteinforsker Johannes Stadlmann er hovedforfatterne af den nyligt offentliggjorte undersøgelse. Forskningen leverer også ny indsigt i samspillet mellem proteiner og sukker, som spiller en rolle i fundamentale biologiske processer. "Tidligere forskning har set på proteiner og sukker hver for sig. Men det viser sig, at samspillet mellem dem er særligt fascinerende, og dette har genereret et helt nyt niveau af information, " sagde Stadlmann.

Et særligt partnerskab med Universitetet i Münster og Heidelberg Universitet kastede lys over den mekanisme, hvorigennem giften har en effekt. Universitetshospitalets afdelinger forsynede IMBA-forskerholdet med celleprøver fra en patient, der ikke var i stand til at metabolisere fucose på grund af en ekstremt sjælden genetisk defekt. Han var en af ​​kun en håndfuld mennesker, der kunne have overlevet et paraplymordsforsøg. Dette skyldes, at ricin ikke er giftigt uden netop dette sukker. "Forskning i sjældne sygdomme giver ofte forbløffende resultater, som er nyttige for et stort antal mennesker, " sagde IMBA's videnskabelige direktør Josef Penninger.