Sustainable membrane biosynthesis for synthetic minimal cells
| Promotie: | Dhr. M. (Marten) Exterkate |
| Wanneer: | 25 oktober 2019 |
| Aanvang: | 14:30 |
| Promotors: | prof. dr. A.J.M. (Arnold J M) Driessen, M. (Matthias) Heinemann, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Eerst stap op weg naar een synthetische cel
Een van de hoofddoelen geformuleerd in de Nationale Wetenschapsagenda (NWA) is de creatie van een synthetische minimale cel vanuit individuele, niet-levende componenten. Je kunt deze uitdaging voor biologen vergelijken met de race om de eerste man op de maan te zetten. Meerdere internationale consortia proberen momenteel zo’n synthetische cel te bouwen, waaronder het Nederlandse initiatief BaSyC (ondersteund door een NWO zwaartekracht programma).
Het onderzoek van Marten Exterkate heeft als pilot gediend voor BaSyC, waarbij het zijn specifieke doel was een systeem te ontwikkelen dat de groei van de omringende laag van zo’n synthetische cel (het membraan) kan realiseren. In de natuur bestaan zulke celmembranen uit verschillende fosfolipiden die zich spontaan oriënteren in een bi-laag structuur, die als scheidingswand fungeert tussen de binnen- en buitenkant van de cel.
In zijn proefschrift beschrijft Exterkate de constructie van een bio-synthetische route die twee voor het leven essentiële fosfolipiden produceert. Door een combinatie van gezuiverde anabole en katabole enzymen, afkomstig vanuit meerdere soorten bacteriën, kon hij een cascade-achtige bio-synthetische route samengestellen die fosfolipiden produceert vanuit simpele wateroplosbare bouwstenen.
De synthese van de fosfolipiden resulteerde in de groei van een al bestaand membraan, dat niet alleen als barrière functioneert, maar ook de activiteit van in het membraan gelegen enzymen ondersteunt. Daaronder is een systeem dat verantwoordelijk is voor de translocatie van eiwitten over het membraan. Alles tezamen vormt deze duurzame productie van fosfolipiden, de daaraan gekoppelde membraangroei en de functionele integratie van membraaneiwit transport een eerste, belangrijke stap richting de constructie van een synthetische minimale cel.
Het promotieonderzoek van Marten Exterkate vond plaats bij de afdeling Moleculaire Microbiologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering via NWO en BaSyC. Hij werkt nu als postdoc aan de RUG.