Door hun inwendige pH te verlagen kunnen eukaryote cellen hun cytoplasma tijdelijk laten stollen. Zo houden ze zichzelf in leven op momenten dat er geen voedingsstoffen beschikbaar zijn, claimen onderzoekers uit Dresden in het online-tijdschrift eLife.

Het gestolde cytoplasma verhoogt de mechanische stabiliteit van de cel, wat de onderzoekers ook daadwerkelijk hebben gemeten door de celwand in te drukken met de tip van een AFM-microscoop. Maar belangrijker is dat het inwendige transport van allerlei stoffen stil komt te liggen, en dus ook zo’n beetje de hele biochemie van de cel.

Komt er weer voeding (lees energie) beschikbaar, dan wordt het cytoplasma gewoon weer vloeibaar en leeft de cel voort alsof er niets is gebeurd.

Onderzoek aan gistcellen (S. cerevisiae) laat zien dat het stollingsproces alles te maken heeft met het feit dat de oplosbaarheid van eiwitten in water sterk afhankelijk is van de pH. Daalt die beneden een zekere drempelwaarde, dan zie je soms dat eiwitten aan elkaar gaan klitten en grotere structuren vormen die inderdaad veel weg hebben van een vaste stof. In reageerbuisjes is het verschijnsel al vele malen waargenomen maar niemand lijkt er ooit aan te hebben gedacht dat het ook binnenin een cel zou kunnen gebeuren.

Dat gebeurt dus wel, en als bijverschijnsel lijkt een deel van het aanwezige water naar buiten te worden gedrukt zodat de cel meetbaar kleiner wordt.

Hoe die cellen hun pH precies regelen is nog niet duidelijk. Maar het zou een passief proces kunnen zijn. Gistcellen groeien het liefste bij een uitwendige pH van 5,5, maar hun inwendige pH houden ze op 7,3. Mogelijk zetten ze bij energiegebrek simpelweg dat regelmechanisme tijdelijk uit, in plaats dat ze actief protonen naar binnen pompen.

Aan de andere kant hebben de onderzoekers ook stollingsverschijnselen waargenomen bij de amoebe Dictyostelium discoideum, en daarvan wordt niet vermeldt bij welke pH hij zich thuis voelt.

bron: Max-Planck-Gesellschaft

afbeelding: Normale gistcellen (linksboven) zijn langwerpig, maar ze worden rond als je ze ontdoet van hun celwand (linksonder). Gestolde gistcellen (rechtsboven) behouden zonder celwand hun vorm (rechtsonder)