Onderzoekers drs. Lukas Kapitein, dr. ir. Erwin Peterman, prof. dr. Christoph Schmidt en collega’s bewezen bovendien dat Eg5 kan opereren zonder hulp van andere eiwitten. Dit is een belangrijke bijdrage in de opheldering van een essentieel levensproces en bied tevens nieuwe aangrijpingspunten voor therapieën tegen ziekten als kanker. Het leverde de wetenschappers een publicatie op in het gezaghebbende tijdschrift Nature van donderdag 5 mei.
Van essentieel belang voor de overleving van organismen is dat ze hun cellen vermeerderen en vervangen. Dat gebeurt door celdeling, ook wel mitose genoemd. Een verstoorde celdeling is oorzaak van vele ziekten, waarvan kanker het bekendste voorbeeld is. Een gedetailleerd inzicht is cruciaal om celdeling en gerelateerde ziekten te begrijpen, maar veel belangrijke aspecten zijn nog steeds onduidelijk. Bekend was al wel dat het eiwit Eg5 (een zogeheten motoreiwit) onmisbaar is bij de reorganisatie van de cel voorafgaand aan de splitsing. Ook een stof die remmend werkt op Eg5 is al gevonden. Nu hebben de fysici aangetoond dat dit motoreiwit zelfstandig opereert én hoe.
Moleculair Mikado
Tijdens celdeling wordt het genetisch materiaal (DNA) van de cel verdubbeld en vervolgens gelijk verdeeld over twee celhelften; daarna deelt de cel zich definitief. Om dit proces goed te laten verlopen, vindt er in de cel een wonderlijke metamorfose plaats, die wel wat weg heeft van moleculair mikado.
Minuscule buizen die de cel zijn stevigheid geven, de zogeheten microtubuli, zijn tot vlak voor de celdeling georganiseerd in stervorm: de uiteinden (minpolen) van de buizen komen samen in het celcentrum, het zogeheten centrosoom (zie afbeelding). De losse uiteinden zijn de pluspolen. Aan het begin van mitose splitst het centrosoom zich in twee nieuwe, die zich van elkaar scheiden. Zo ontstaat een organisatie in spoelvorm. Eg5 blijkt essentieel bij de vorming van die spoel.
Kapitein, Peterman en Schmidt gebruikten microtubuli en Eg5 om in vitro de interactie tussen beiden te bestuderen. Met een fluorescentiemicroscoop volgen zij het proces. De onderzoekers zagen dat Eg5 werkt als een motortje dat twee microtubuli langs elkaar schuift, doordat het over beide microtubuli naar de pluspool beweegt terwijl het aan beide is verbonden. In de cel laat Eg5 zo de centrosomen aan de minpool van die microtubuli uit elkaar bewegen, elk naar een zijde van de cel. Als dan de spoel is gevormd, trekken de pluspolen van de microtubuli elk een volledig pakketje DNA (in de vorm van chromosomen) naar elk van de nieuwe celcentra.
De fysici van de VU werken samen met een Amerikaanse onderzoeksgroep onder leiding van dr. Tarun Kapoor, van de Rockefeller University in New York. Het onderzoek vindt plaats in het kader van het NWO-stimuleringsprogramma VIDI en is mede gefinancierd door het Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), en het Human Frontier in Science Program.