Het begint allemaal met een bevruchte eicel die zich deelt in dezelfde type cellen enzovoort  totdat er verschillen optreden. Dat is het intrigerende begin van wat we vrucht of embryo noemen. Uiteindelijk groeit uit dat klontje identieke cellen een organisme met honderden verschillende celtypen. Dat is op zich al opzienbarend, maar hoe vinden de juiste celtypen elkaar en ontwikkelen die zich tot organen en andere weefsels? Onderzoeksters bekeken die ontwikkeling aan de hand van rijpende eicellen bij fruitvliegjes (een belangrijk proefdiertje of Drosophila melanogaster in het Latijn). Het schijnt iets met de onderlinge aantrekkingskracht tussen cellen te maken te hebben , concludeerden ze, waarbij het eiwit EYA een doorslaggevende rol lijkt te spelen.
“We wilden uitvinden hoe verschillende celtypen zich organiseren om functionele eenheden te vormen”, zegt hoofdauteur Vanessa Weichselberger van de universiteit van Freiburg (D). “De ‘eikamer’ is een goed voorbeeld omdat verschillende celpopulaties zich moeten omzetten in organen en weefsels.” De ‘eikamer’ is de structuur waarin een onrijpe eicel rijpt tot een cel die rijp is voor bevruchting. Zo’n onrijpe eicel wordt verzorgt door zo’n vijftien ‘zorgcellen’. Nadat hun taken voltooid te hebben verdwijnen die weer.
Dat proces is afhankelijk van een laag epitheelcellen (dekweefselcellen), die verdeeld zijn in twee groepen die of in contact staan met de eicel of met de zorgcellen. Deze samenwerking tussen cellen is een ingewikkeld proces dat zich afspeelt tijdens de rijping van de eicel. “Tot nu toe was niet bekend hoe dat proces in zijn werk gaat”, zegt Weichselbergers baas Anne Classen.

De onderzoeksters zagen dat de epitheelcellen die verantwoordelijk waren voor de verwijdering van de zorgcellen zich breder en platter maakten over de zorgcellen heen. Daardoor ontstond er een stevig contact tussen de cellen. Weichselberger: “Dat kan worden verklaard door de grote affiniteit tussen de twee celtypes. Dat zou te maken kunnen hebben via simpele mechanische processen van aantrekking en afstoting.” Dat zou betekenen dat de rest van de epitheelcellen zich op de eicel zouden richten.

EYA

De onderzoeksters ontdekten dat het eiwit EYA, dat de genactiviteit stuurt, het contactgedrag beïnvloedt. Als ze de concentratie van EYA in epitheelcellen verhoogden, dan werd het contactoppervlak van die cellen groter. Verwijderden ze het eiwit, dan was het contactoppervlak minimaal.

Om hun hypothese te onderbouwen gebruikten ze rekenmodellen, die de verschillende graden van aantrekkingskracht simuleerden. Weichselberger: “Die maakten het ons mogelijk te laten zien dat een verandering daarin afhankelijk is van de EYA-concentratie. Dus konden we EYA als instelschroef gebruiken om de genetische partnerplaats te sturen.”
Op basis van proeven en berekeningen konden Weichselberger en de haren ook aannemelijk maken dat de affiniteit tussen epitheelcellen en zorgcellen verantwoordelijk is voor de zelforganisatie. Door de aanmaak van EYA te manipuleren konden ze de grootte van het contactoppervlak instellen tussen epitheelcellen en eicel, waarmee de centrale rol van dat eiwit duidelijk lijkt.
Dat resultaat verbaasde hoogleraar Classen: “Speciale affiniteit is in feite voldoende als sturing van zo’n ingewikkeld proces. Dat is op een bepaalde manier uitzonderlijk flexibel, robuust en onafhankelijk van de afmeting van de eikamer.”

Het mechanisme zou niet alleen voor de rijping van de eicel gelden maar ook voor de ontwikkeling van de zaadcellen van het fruitvliegje. Ook daarbij stuurt EYA de aantrekkingskracht tussen de zich ontwikkelende zaadcellen en de epitheelcellen. Het is nog onduidelijk of dit proces ook zo gebeurt in zoogdieren zoals de mens, maar dat achten de onderzoeksters zeer waarschijnlijk.

Bron: Alpha Galileo