Sensor meet drukte in cel
28 maart 2015
Arnold Boersma en Bert Poolman van de Rijksuniversiteit Groningen hebben onlangs een moleculaire sensor ontwikkeld waarmee ze `drukte' (crowding genoemd) in een cel kunnen meten. Met deze sensor kan eindelijk direct gemeten worden hoe sterk de 'crowding' -veroorzaakt door de aanwezigheid van
grote moleculen- in cellen precies is. Door de sensor is het zelfs mogelijk zichtbaar te maken hoe de drukte zich in verschillende delen van de cel ontwikkelt in de tijd.
Levende cellen zitten boordevol grote moleculen zoals eiwitten en nucleinezuren. Dit beinvloedt de manier waarop grote en kleine moleculen in een cel met elkaar reageren. Crowding vermindert de snelheid waarmee deeltjes diffunderen, maar zorgt er ook voor dat moleculen vlak bij elkaar blijven
zitten. De transcriptie van DNA verloopt onder realistische condities, zoals die bestaan in de cel, vele malen sneller dan in meer verdunde condities, zoals gebruikelijk tijdens laboratoriumexperimenten. Toch houden onderzoekers bij het beschrijven en `engineeren' van processen in de cel
zelden rekening met crowding. De reden daarvoor is het ontbreken van een goede techniek, die de mate van crowding in de cellen precies kan meten.
Illustratie: De sensor is een kunstmatig eiwit dat bestaat uit een veer met twee fluorescerende groepen aan de uiteinden. Crowding, de druk die macromoleculen uitoefenen, duwt de twee groepen dichter bij elkaar, waardoor de fluorescentie toeneemt via Foerster resonantie energie-overdracht
(FRET). Ill. GBB/ZIAM
Boersma en Poolman ontwikkelden een `veer' van eiwit met fluorescente eiwitgroepen die beide einden markeren. Wanneer de eerste eiwitgroep door een laser wordt beschenen, zendt deze een blauw licht uit. Dit licht slaat de tweede eiwitgroep aan, waarna deze geel licht gaat uitzenden. De
overdracht van energie is recht evenredig met de afstand tussen beide groepen. Deze techniek heet `Foerster Resonance Energy Transfer' (FRET). Een beschrijving van de werking van de sensor is op 2 februari 2015 gepubliceerd door het tijdschrift Nature Methods.
De sensor is aan de RUG ontwikkeld binnen het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute en het Zernike Institute for Advanced Materials, als onderdeel van het Veni project van Boersma en het Chemthem Out-of-equilibrium self-assembly project van Poolman.
Boersma, A.J.; Zuhorn, I.S.; and Poolman, B. ; A sensor for quantification of macromolecular crowding in living cells Nature Methods DOI 10.1038/nmeth.3257
* Persbericht van Rijksuniversiteit Groningen
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
* Bekijk de Nature Methods publicatie
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bron: NWO