Een cel is een knap ingewikkelde chemische fabriek waar van alles aan de hand is en waar eiwitten op het juiste ogenblik op de juiste plek moeten zijn. Dat eiwittransport gebeurt met leden van de kinesinefamilie. Heel per ongeluk ontdekten onderzoekers van de universiteit van Genève een fluorescerende verbinding waardoor de wegen van een familielid (kinesine-1) in een cel konden worden gevolgd.
Eukaryote cellen zoals wij mensen die hebben zitten knap ingewikkeld in elkaar. In een cel zitten allerlei organellen die moeten worden voorzien van energie en de voor hun functie benodigde stoffen. Hoe vinden de vrachtwagens in de cel, de kinesinen dus, in die warboel hun weg?
Onderzoekers van de universiteit van Genève hebben dat met behulp van een fluorescerende stof kunnen volgen. “Het begon met een onderzoek dat niet helemaal verliep zoals gepland”, bekent Nicolas Winssinger lachend. “We wilden eigenlijk een molecuul hebben dat in staat was om celstress zichtbaar te maken. Bij celstress komen er te veel actieve zuurstofverbindingen in een cel. Dat beoogde molecuul werkte niet, maar kristalliseerde. Hoe kwam dat en wat voor een kristallen waren dat?”
De onderzoekers hadden wat ideeën en ze gingen naar hun collega hoogleraar biochemie Charlotte Aumeier om te horen wat zij daarvan vond. De eerste hypothese was dat het om microtubuli ging die gepolymeriseerd waren. Microtubuli zijn eiwitbuisjes die een ‘wegennet’ in een cel vormen. De tweede hypothese was dat het Golgicomplex verantwoordelijk was voor de kristallisering. In de derde veronderstelden de onderzoekers dat de kristallen het resultaat vormden van de stapjes die kinesine-eiwitten zetten op de microtubuluswegen. Om de diverse mogelijkheden te onderzoeken zochten de onderzoekers ook contact een Amerikaans gezondheidsinstituut in Bethsesda dat veel kennis heeft over de hantering van elektronenmicroscopen.

Microtubuli

Aumeier: “We maakten eerst microtubuli. Dat kostte ons veertien uur. De kinesinen isoleerden we uit bacteriën.” Die ‘ingrediënten’ werden in twintig verschillende mengsels samengevoegd met dat vervloekte molecuul (aangeduid met QPD) dat in die kristallen voorkomt en vervolgens keken de onderzoekers wat er gebeurde. “We wilden weten wat er nodig was om die kristallen te vormen. De microtubuli? De kinesine? Wellicht een ander eiwit?”, zegt Winssinger.
Uiteindelijk ontdekten ze dat de ‘schuldige’ een van de 45 kinesines was. Het bleek dat bij elk stapje met die kinesine op een microtubulus er energie gebruikt werd met QPD als resultaat. Op die manier is dat kinesine natuurlijk prima te volgen.

Aumeier: “Tot nu toe is het niet mogelijk geweest om specifieke eiwitten te volgen. Met de huidige technieken kunnen we de verschillende kinesinen niet scheiden dus ook niet zien welke route ze volgen. Dankzij de ontwikkeling van deze fluorescerende stof kunnen we nu in detail zien wat dat eiwit doet.” Hoe het zit met het onderzoek naar celstress vertelt het verhaal niet.

Bron: EurekAlert