NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/biologie-in-volgepakte-omgevingen-nr-140/

Geprint op :
17 december 2018
21:12:57

Elke levende cel zit tjokvol met microscopisch kleine eiwitten, die als moleculaire machines een verscheidenheid aan taken op zich nemen. Ze kopiëren DNA, produceren nieuwe eiwitten en zorgen er in het algemeen voor dat een cel doet wat hij moet doen. Maar hoe doen eiwitten dat precies? Acht FOM-onderzoeksgroepen die zich specialiseren in de fysische eigenschappen van eiwitmachines hebben de handen ineengeslagen om te bestuderen hoe de eiwitten zich gedragen in de context van de levende cel.

De laatste tien jaar is veel onderzoek gedaan naar de fysische mechanismen die ten grondslag liggen aan het functioneren van eiwitmotoren. Onder andere door FOM-financiering heeft Nederland een toppositie veroverd in de ontwikkeling en het gebruik van zogenaamde enkele-molecuul-technieken, waarmee onderzoekers individuele eiwitmotoren kunnen beïnvloeden en bestuderen. Deze aanpak heeft geresulteerd in een enorme groei van kennis over hoe deze moleculen werken.

Drukke omgeving
Het huidige onderzoek wordt doorgaans uitgevoerd aan eiwitten die geïsoleerd zijn in waterige oplossingen, zonder de dichte pakking van eiwitten, DNA, lipiden en andere macromoleculen die in een cel te vinden zijn. Om te begrijpen hoe eiwitmotoren hun werk doen in hun gebruikelijke omgeving binnen een cel, moeten onderzoekers nieuwe experimentele benaderingen ontwikkelingen. Met dergelijke methoden kunnen natuurkundigen de fysische eigenschappen van deze motoren, zoals snelheden en uitgeoefende krachten, ook in volgepakte drukke omgevingen bestuderen.

De onderzoekers zullen zich richten op de klasse van eiwitmotoren die werken aan DNA, zoals de eiwitten die verantwoordelijk zijn voor het kopiëren en uitlezen van de genetische informatie. Zij zullen deze biologische systemen onderzoeken in omgevingen met verschillende vormen van complexiteit, die tezamen de celomgeving simuleren. In die omgevingen komen bijvoorbeeld eiwithindernissen voor op het DNA, zijn oplossingen volgepakt met biopolymeren van verschillende afmetingen, en is DNA ingepakt en gestructureerd zoals een chromosoom. Middels deze aanpak hopen de onderzoekers de kloof te dichten tussen enerzijds gedetailleerd en kwantitatief begrip van hoe eiwitten werken en anderzijds de fenomenen die op cellulair niveau veroorzaakt worden door dezelfde eiwitten.