NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/cel-meet-stijfheid-omgeving-met-speciale-eiwitbindingen-nr-117/

Geprint op :
14 december 2018
16:53:59

Wat weet een cel van de wereld om zich heen? Hij vergaart chemische informatie met behulp van receptoren of kanaaltjes in zijn celmembraan. Zo weet een cel in de alvleesklier bijvoorbeeld of er te veel suiker in het bloed zit, en dus of er insuline gemaakt moet worden. Maar een cel heeft niet alleen chemische informatie nodig – hij wil ook de mechanische eigenschappen van zijn omgeving aftasten. Daarmee kan de cel bijvoorbeeld bepalen waar zich een opening bevindt waar hij doorheen kan glippen. Sinds kort is bekend dat stamcellen deze mechanische informatie ook gebruiken om te bepalen in welke celsoort (bijvoorbeeld botcel, hersencel, spiercel) ze veranderen. Het is echter nog steeds onduidelijk wat de cel als 'zintuig' gebruikt om externe mechanische eigenschappen te bepalen.

Moleculen op de grens
FOM-oio Elizaveta Novikova (Technische Universiteit Eindhoven), werkzaam in dit FOM-programma, zoekt het antwoord op die vraag op de grens tussen de cel en de buitenwereld. Daar zitten eiwitten die het celskelet vastklinken aan de wereld eromheen, integrinen genaamd. Recente experimenten wijzen uit dat sommige integrinen catch bonds kunnen vormen: verbindingen die sterker worden naarmate er harder aan wordt getrokken. Omdat die eiwitten direct gevoelig zijn voor een mechanisch signaal, vermoedde Novikova dat ze een rol spelen in de mechanische waarneming. Ze formuleerde daartoe een model dat zowel de eigenschappen van één catch bond als het gezamenlijk gedrag van meerdere catch bonds beschrijft. Uit haar berekeningen bleek: hoe steviger de buitenwereld, hoe meer catch bonds er ontstaan. 

Meten is weten
Zo heeft de cel iets zeer nuttigs bij de hand. Een intern meetbare grootheid – het aantal gebonden catch bond integrinen – is een directe maat voor de mechanische stijfheid van de buitenwereld. Novikova stelt dan ook dat hier, op moleculair niveau, de eerste en cruciale stap van mechanosensing plaatsvindt.

Dit inzicht biedt nieuwe aanknopingspunten om processen in een cel te beïnvloeden door de buitenwereld te manipuleren. Een juist gekozen omgeving kan cellen bijvoorbeeld dwingen in een bepaalde richting te bewegen of stamcellen dwingen zich tot een bepaalde celsoort te ontwikkelen.