Eiwitten wurgen cel tijdens deling
10 november 2008
Nieuw soort celdeling ontdekt
Een Zweedse onderzoeksgroep, mede gefinancierd door NWO, heeft een
nieuw mechanisme voor celdeling ontdekt bij een micro-organisme dat
leeft in extreem hete en zure omstandigheden. De resultaten van het
onderzoek bieden niet alleen inzicht in de evolutie, maar ook in de
werking van het menselijk lichaam. Het onderzoek is onlangs online
gepubliceerd in PNAS, het magazine van de American National Academy of
Sciences. Thijs Ettema, lid van de onderzoeksgroep, ontving van NWO in
2006 een Rubicon-subsidie om buitenlandervaring op te doen.
Het nieuwe mechanisme voor celdeling is ontdekt bij Sulfolobus
acidocaldarius, een micro-organisme dat is gevonden in een hete bron
in Yellowstone National Park. Het organisme maakt deel uit van de
derde hoofdgroep van leven op aarde, de archaea. Archaea zijn net als
bacteriën ééncellige micro-organismen, maar evolutionair gezien lijken
ze meer verwant te zijn aan een andere hoofdgroep van leven op aarde,
de eukaryoten (mens, dier, plant, schimmels, etc).
Wurgende eiwitten
Tot op heden was weinig bekend over de eiwitten die de celdeling
regelen in Archaea. Met behulp van immuno-fluorescentie bepaalden de
onderzoekers de plaats van deze eiwitten in de cel. Zo ontdekten ze
dat drie eiwitten een cruciale rol spelen bij de celdeling van
Sulfolobus acidocaldarius. Deze drie eiwitten vormen, nadat het hele
chromosoom is gedupliceerd, een bandstructuur over de as van de cel.
Aan beide zijden van de band zit dan één chromosoom. Deze band knijpt
vervolgens de cel in tweeën, zodat er twee nieuwe dochtercellen
ontstaan. Op het eerste gezicht lijkt dit proces op mitose, zoals het
tijdens de biologieles aan bod komt. Mitose is echter het proces
waarbij de chromosomen worden verdeeld over de twee dochtercellen. De
celdeling is het proces waarbij de twee dochtercellen van elkaar
worden gescheiden.
Opmerkelijk is dat deze celdelingeiwitten niet verwant zijn aan andere
bekende eiwitten voor celdeling. Enkele van de eiwitten in het nieuwe
celdelingmechanisme lijken op eiwitten die in eukaryoten een totaal
andere functie hebben. Het onderzoek toont aan dat de eiwitten die
betrokken zijn bij celdeling in Sulfolobus acidocaldarius, verwant
zijn aan zogenaamde ESCRT-eiwitten. Deze zijn in eukaryoten, en dus
ook bij de mens, betrokken bij eiwittransport binnen de cel. Onlangs
is aangetoond dat het hiv-virus gebruik maakt van het
ESCRT-transportsysteem om uit de cel te ontsnappen. Het bestuderen van
het celdelingproces in Sulfolobus acidocaldarius zou dus kunnen leiden
tot nieuwe inzichten in processen waarbij ESCRT-eiwitten betrokken
zijn. Zoals de manier waarop het hiv-virus de cel verlaat.
Evolutie
Sommige theorieën stellen dat archaea evolutionair gezien voorlopers
zijn van eukaryoten. Het feit dat genen betrokken bij celdeling in
Sulfolobus acidocaldarius verwant zijn aan eukaryote genen bevestigt
dit beeld. Deze organismen zijn op één of andere manier verwant aan
ons, de mens. Het onderzoek toont aan dat deze verwantschap mogelijk
nog verder door te voeren is dan eerder werd vermoed.
Microbioloog Thijs Ettema nam onder andere de verwantschap tussen de
celdelingeiwitten en de ESCRT-genen onder de loep. Ettema deed zijn
onderzoek in Zweden aan de universiteit van Uppsala. In 2005
promoveerde Ettema aan Wageningen UR. Hij ontving in 2006 een
Rubicon-subsidie van NWO. Rubicon biedt recent gepromoveerde
wetenschappers de mogelijkheid ervaring op te doen aan een buitenlands
topinstituut.
Publicatiegegevens
Ann-Christin Lindås, Erik A. Karlsson, Maria T. Lindgren, Thijs J. G.
Ettema, and Rolf Bernander, A unique cell division machinery in the
Archaea, PNAS, November 5 2008
..............................
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek