Lange staafjes (rechts) nemen meer ruimte in dan korte (links)

Cel beweegt zich voort met eiwitstaafjes

Neemt een pak ongekookte spaghetti. Gooi deze spaghettistaafjes omhoog en vang ze op in een kleine pan. Je zult zien dat deze staafjes verspreid in een willekeurige richting veel meer volume innemen dan het doosje waar ze in zaten. Hoe langer de staafjes, hoe groter het volume dat ze innemen.

Spermacellen van de spoelworm blijken zich voort te bewegen volgens ditzelfde principe. Deze cellen hebben geen staart, zoals menselijke spermacellen, maar laten de staafjes van het eiwit actine in hun celskelet groeien. Deze staafjes zitten kriskras door de cel en houden de cel stevig. Door deze groei neemt het volume van de cel toe aan de ene kant, aan de andere kant krimpen de eiwitstaafjes weer, waardoor de cel zich verplaatst.

Dit melden Utrechtse onderzoekers deze week in PNAS, samen met collega’s uit Talahassee (Florida) en Cambridge. “De stapelingswet vind je overal in de natuur”, vertelt de Utrechtse hoogleraar fysische chemie Albert Philipse. “Rijst stapelt bijvoorbeeld veel minder efficiënt dan doperwten.”

Philipse ontdekte al een paar jaar geleden dat een stapel van lange staafjes veel meer ruimte inneemt dat een stapel korte staafjes. “De volume/diameter verhouding van de staafjes beperkt de willekeurige stapeling in het volume dat het kan innemen. Anders gezegd: als je de staafjes langer maakt, wordt de beschikbare ruimte kleiner.”

Een celbioloog uit Cambridge pikte dit onderzoek op en bedacht dat cellen deze wet ook wel eens konden gebruiken om zich te verplaatsen. De Utrechtse fysisch chemici deden toen de computersimulaties van de celbeweging, de celbiologen de labexperimenten. Toen zij via een mutatie de groei van de actinestaafjes vertraagden, zagen ze dat de cellen ook veel trager bewogen.

Omdat de wetenschappers denken dat de voedselvergiftigingbacterie Listeria zich op eenzelfde manier beweegt, zou deze kennis kunnen helpen bij het bestrijden van dit micro-organisme.

Bron: UU/PNAS

Onderwerpen