Under 2013, Nobelpriset i fysiologi eller medicin tilldelades tre forskare för deras bidrag till att avslöja de mekanismer som styr vesikeltransport i celler. Deras förklaringar gav både en konceptuell och en mekanistisk förståelse av grundläggande processer på den mest grundläggande nivån.

I hjärtat av denna Nobelprisbelönta intracellulära process ligger SNARE (lösliga N-etylmaleimid-känsliga faktorbindningsproteinreceptorer), en superfamilj av 60 proteiner i däggdjursceller som transporterar lipider och membranproteiner över cellerna genom att underlätta sammansmältningen av vesikler till deras målmembran.

Biologer vid UC Santa Barbara har nu upptäckt en överraskande, ytterligare funktion för syntaxin 3S, en löslig form av ett SNARE -protein. Forskarna hittade en ny signalväg som ofta används av mänskliga och andra däggdjursceller. Lagets resultat visas i Journal of Biological Chemistry .

"Det vi hittade var mycket oortodox och hade inte varit känt förut, " förklarade motsvarande författare Thomas Weimbs, en professor vid UCSB:s institution för molekylär, Cellulär, och utvecklingsbiologi. "Syntaxin 3S binder till transkriptionsfaktorer - proteiner som är involverade i att omvandla DNA till RNA - och reglerar uttrycket av de gener som kontrolleras av dessa faktorer. Faktum är att, våra första resultat tyder på att dessa gener spelar en roll i cancerframstegen, men det återstår att definitivt bevisa."

I en vetenskaplig första UCSB-forskarna visade att förutom den väletablerade rollen av syntaxin 3 i membranfusion, dess nya lösliga version transporteras till cellens kärna och fyller en helt annan funktion. I naturen, många proteiner har mer än en funktion – ett fenomen som kallas protein moonlighting.

Att syntaxiner – och SNARE-proteiner i allmänhet – är kapabla till månsken var okänt förrän nu. Med tanke på att syntaxiner finns i alla celler och ansvarar för ett stort antal viktiga cellfunktioner, upptäckten att dessa proteiner kan utföra ytterligare funktioner tyder på att mycket mer ännu inte har upptäckts.

"Att finna att syntaxin 3S fungerar som en kärnkraftsregulator är början på en historia som öppnar upp ett nytt forskningsfält, " sa Weimbs. "Det är som ett snöfält utan fotsteg på det eftersom ingen har forskat om detta, så vi kan välja och vraka de mest spännande vägbeskrivningarna att följa."

Weimbs och hans kollegor identifierade liknande kärnkraftsinriktade lösliga former av andra syntaxiner, vilket indikerar att denna signalväg är en bevarad, ny funktion som är vanlig bland dessa membranhandlande proteiner.

I framtiden, UCSB-biologerna skulle vilja avgränsa hur långtgående funktionerna hos dessa nya lösliga syntaxinversioner är. Finns det andra oidentifierade former av syntaxin som binder till liknande kärnkraftsimportfaktorer? Binder de till olika eller liknande transkriptionsfaktorer? Reglerar de olika gener?