Eiwitten zorgen als microscopische gasveer voor krachten in cellen

Nieuws

Eiwitten zorgen als microscopische gasveer voor krachten in cellen

Gepubliceerd op
17 maart 2015

Onderzoekers van het laboratorium voor Celbiologie van Wageningen University laten samen met Duitse en Amsterdamse collega’s zien hoe de wanordelijke beweging van eiwitten, gerichte krachten oplevert in cellen. Ze werken als een soort gasveer, en gedragen zich daarbij in hun biologische omgeving volgens één van de belangrijkste natuurkundige wetten. Zij publiceerden hun onderzoek in het wetenschappelijke tijdschrift Cell.

Een gecomprimeerd gas in een gasveer zet uit omdat de gasmoleculen dan meer mogelijkheden krijgen om zich in de ruimte te rangschikken: hun entropie neemt toe. De onderzoekers laten zien dat eiwitten die in levende cellen zijn ‘opgesloten’ in de ruimte tussen twee draden van het zogenoemde celskelet, krachten genereren via hetzelfde natuurkundig mechanisme. Deze krachten zijn een paar pico(10-12)-Newton groot en blijken, tot verrassing van de onderzoekers, keurig te beschrijven met de ideale gaswet, die in 1834 is opgesteld.

Microtubuli

De onderzoekers toonden experimenteel aan dat de krachten voldoende zijn om lange celskelet draden, microtubuli genaamd, langs elkaar te laten schuiven. Die beweging van microtubuli is van groot belang bij allerlei processen in cellen, zoals bij de celdeling van plantaardige en dierlijke cellen. De microtubuli zorgen bij de celdeling voor een zogenaamde ‘spoelfiguur’ die de regie voert over de deling van de cel in twee nieuwe cellen. Waarschijnlijk worden de krachten die voor dit belangrijke biologische proces nodig zijn, mede gegenereerd door het elementaire natuurkundige fenomeen ‘entropie’.

Publicatie in Cell