Moleculaire motoren duwen en trekken cellen in vorm
Hoe kunnen stuurloze moleculaire machientjes doelgerichte vormveranderingen in biologische cellen aansturen? Hier hebben onderzoekers aan het FOM-instituut AMOLF samen met collega's aan de VU een antwoord op gevonden. Hun bevindingen worden deze week gepubliceerd in de online editie van het toonaangevende tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Biologische cellen veranderen drastisch van vorm als ze zich verplaatsen of delen. Hiervoor zijn ze afhankelijk van moleculaire machientjes, die een skelet van eiwitdraden binnenin de cel kunnen samentrekken. Tot nu toe was het een raadsel hoe de ongerichte bewegingen van deze moleculaire motoren over het skelet kunnen bijdragen aan gerichte vormveranderingen van de cel.
De beweging van motoren op één eiwitdraad is weliswaar altijd één kant op gericht, maar het skelet is een vervlochten netwerk van draden in allerlei verschillende richtingen. De motoren trekken dus evenveel aan de draden als dat ze duwen. Marina Soares e Silva en haar collega’s laten zien dat het gerichte effect van de ongerichte motoren veroorzaakt wordt doordat de draden anders reageren op duwen dan op trekken.
Het vervlochten netwerk van eiwitdraden lijkt veel op een visnet. De draden bieden grote weerstand als eraan getrokken wordt, maar geen enkele weerstand als ze worden samengedrukt omdat ze dan onmiddellijk opkrullen. Dit is de reden waarom de stuurloze motoren het netwerk doelgericht kunnen samentrekken. En dat zorgt in levende cellen voor veranderingen in de celvorm. Dit inzicht is een belangrijke stap naar een beter begrip van essentiële levensprocessen zoals celdeling and embryonale ontwikkeling.
Referentie
'Active multistage coarsening of actin networks driven by myosin motors'
M. Soares e Silva, M. Depken, B. Stuhrmann, M. Korsten, F.C. MacKintosh, G.H. Koenderink, Proceedings of the National Academy of Sciences USA
Voor meer informatie kunt U contact opnemen met Gijsje Koenderink