Known known, known unknown, unknown and the propagation of scientific enquiry

In februari 2002 verklaarde Donald Rumsfeld, de toenmalige Amerikaanse minister van Defensie, tijdens een briefing van het Ministerie van Defensie: “There are known known. Er zijn dingen die we weten. Er zijn bekende onbekenden. Dat wil zeggen, er zijn dingen die we nu weten, die we niet weten. Maar er zijn ook Onbekende onbekenden. Er zijn dingen die we niet weten, die we niet weten.,’Als gevolg daarvan werd hij bijna overal op de proef gesteld, omdat veel mensen aanvankelijk dachten dat de uitspraak onzin was. Echter, zorgvuldig onderzoek van de uitspraak blijkt dat het zinvol is, inderdaad het concept van het onbekende onbekend bestond lang voordat Donald Rumsfeld gaf het een nieuw publiek.

veel wetenschappelijk onderzoek is gebaseerd op het onderzoeken van bekende onbekenden. Met andere woorden, wetenschappers ontwikkelen een hypothese om te worden getest, en dan in een ideale situatie worden experimenten het best ontworpen om de nulhypothese te testen., In het begin weet de onderzoeker niet of de resultaten de nulhypothese zullen ondersteunen. Het is echter gebruikelijk voor de onderzoeker om te geloven dat het resultaat dat zal worden verkregen binnen een scala van bekende mogelijkheden zal zijn. Af en toe is het resultaat echter geheel onverwacht—het was een onbekende Onbekende.

Er zijn veel bekende kennis van intracellulaire eiwit targeting en, net als bij veel onderzoeksgebieden, lijkt het erop dat het aantal bekende onbekenden parallel toeneemt., De belangrijkste determinanten voor het richten aan mitochondria zijn bepaald, en er zijn ten minste vier subklassen van mitochondrial-gerichte proteã nen die verschillende het richten signalen bevatten die naar verschillende plaatsen binnen de mitochondrion (buitenmembraan, inter-membraanruimte, binnenmembraan, en matrix) door verschillende mechanismen (Bolender et al., 2008; Whelan and Glaser, 2007) (Fig. 1). Veel blijft echter onbekend, vooral bij planten., Bijvoorbeeld, er zijn nu een aantal bekende onbekenden als gevolg van een eerder onbekende Onbekende: het bestaan van eiwitten dually gericht op zowel plastiden en mitochondriën (Peeters en klein, 2001; Ma en Taylor, 2002; Whelan en Glaser, 2007). We weten nu dat dual targeting op plastiden en mitochondria optreedt als gevolg van dubbelzinnige signaalsequenties, maar we weten niet hoe deze signalen door beide organellen worden herkend, wanneer andere eiwitten slechts door één worden herkend (Whelan en Glaser, 2007).

het papier van Chatre et al. (2009) in dit nummer is een uitstekend voorbeeld van onderzoek het blootleggen van onbekende onbekenden. Typisch, zijn de onderzoeken naar de mechanica van intracellular eiwit het richten uitgevoerd gebruikend eiwit biochemie, maar het onderzoek door Chatre et al. (2009) is niet typisch., Als de studie gewoon mitochondriale targeting had onderzocht met behulp van in vitro vertaling van verschillende eiwitten met gewijzigde targeting signalen, gedetecteerd door eiwitelektroforese en immunoblotting, zouden de resultaten een combinatie zijn geweest van ‘ja, de construct targets aan mitochondria’ en ‘nee, de construct richt zich niet op mitochondria’. Nochtans, omdat een cel biologische benadering werd genomen, werd zo veel meer informatie vergaard; dat is de macht om fluorescente eiwit fusies in vivo te gebruiken.

door middel van een Bioinformatica scherm, Chatre et al., (2009) geà dentificeerde nucleus-gecodeerde proteã nen die werden voorspeld, gebaseerd op de aanwezigheid van een coiled-coil domein, om te worden gericht op de secretoire weg. Nochtans, werd één van de geà dentificeerde proteã NEN, EN genoemd MITS1, gericht aan mitochondria wanneer een volledige-lengteproteã nefusie aan het n-eindpunt van YFP werd gemaakt (Fig. 2 bis). MITS1, een vermeende actin-bindende proteã ne, werd ook correct voorspeld, door diverse bioinformatische hulpmiddelen, om aan mitochondria worden gelokaliseerd., Verdere experimenten toonden aan dat de voorspelde mitochondriale targeting peptide (mTP), residuen 1-39, voldoende was om yfp te richten op mitochondriën (Fig. 2B). Bovendien, wanneer slechts de eerste 11 aminozuren van MITS1 (MITS11–11) aan YFP werd gesmolten, was de fusieproteã ne cytosolic, het zelfde resultaat voorkwam gebruikend de eerste 31 aminozuren (MITS11–31), consistent met de vereiste voor een positief geladen gebied in mTPs; in MITS1 is dit naar het c-Eindpunt van mTP en door een hydrophobic gebied wordt voorafgegaan (Fig. 2A, B). Tot nu toe zo voorspelbaar., Het onderzoek kwam echter in de wereld van de onbekende onbekenden toen het team begon met een diepgaande verkenning van de targeting determinanten van de N-terminal regio. Toen MITS112-39 aan YFP werd gesmolten, was het richten aan zowel er als mitochondria die aantonen dat de residuen 1-11, hoewel niet voldoende voor het richten aan mitochondria, het richten aan ER kunnen overwinnen. Dual targeting aan mitochondria en ER is een bekend bekend in zoogdiercellen (Huang et al., 1999; MA and Taylor, 2002), en komt voor door middel van n-terminal splice varianten. Het is niet bekend of wild-type MITS1 is dual targeted., In ieder geval, een belangrijk verschil tussen MITS1 en de dubbele gerichte cAMP-afhankelijke eiwit kinase verankeren eiwit, d-AKAP1, in zoogdieren is dat het de kortere vormen van D-AKAP1, die missen een extreme n-terminale regio, die zich richten op mitochondria (Huang et al., 1999).

de verandering in MITS1 targeting als gevolg van veranderingen in de n-terminal mTP is interessant, maar wat ik veel interessanter vind is de bevinding dat een enkel distaal tryptofaan residu (W361) targeting beïnvloedt. Volledig-lengte MITS1 gesmolten aan YFP wordt gevonden om uitsluitend aan mitochondria worden gericht, maar één enkele verandering W361A (MITS1W361A) redirects de proteã ne aan ER en Golgi (Fig. 2C). De mutatie W361A leidt ook MITS112–573 van ER en mitochondria naar cytosol (Fig. 2C). De voor de hand liggende vragen die zich voordoen zijn: hoe beïnvloedt dit tryptofaan residu targeting?, Hoe leidt deze ene mutatie tot herverdeling van een mitochondriaal-gericht eiwit naar de ER en Golgi? Leidt de mutatie tot verhoogde interactie van het eiwit met Er signaalherkenningsdeeltjes (SRPs)? Is er concurrentie voor MITS1W361A tussen de SRPs en de mitochondriale invoermachines?, Nogmaals, de ontdekking van een voorheen onbekende Onbekende toont ons hoe weinig we weten en leidt tot de voortplanting van een familie van bekende onbekenden die vervolgens kunnen worden aangepakt door de traditionele hypothese vormen en testen, af en toe gooien-up een andere onbekende Onbekende, en zo gaat de cyclus verder.