The dynamic structure of Escherichia coli cytoplasm: crowding and protein diffusion

De dynamische structuur van Escherichia coli Cytoplasma

Dit proefschrift van Luca Mantovelli beschrijft de verkenning van de beweging van moleculen binnen het cytoplasma van de bacterie Escherichia coli, wat heeft geleid tot een beter begrip van de structuur van het celcytoplasma. Gedreven door de vraag of het bacteriële cytoplasma een vorm van ruimtelijke organisatie heeft, begon ik aan een reis vol innovatieve experimentele ontwerpen en analytische methoden. Centraal in dit onderzoek staat het gebruik van geavanceerde fluorescentie-imagingtechnieken, die realtime inzicht bieden in de dynamiek van cellulaire processen.

Mantovelli: 'Ik onderzocht het fenomeen van macromoleculaire crowding en ontwikkelde tools om deze fysisch-chemische parameter te bepalen met behulp van Förster Resonance Energy Transfer (FRET) probes. Daarnaast gebruikte ik Single Molecule displacement Mapping (SMdM) om eiwitdiffusie met nanometerprecisie te volgen, waarbij ik ontdekte dat eiwitbeweging schaalt met de massa van het complex en locatieafhankelijk is. Ten slotte introduceerde ik een nieuwe methode, Simulation-based Reconstructed Diffusion (SbRD), om diffusie nauwkeurig te meten in beperkte ruimtes, zoals de celpolen van bacteriën.'

Dit werk daagt de traditionele opvatting dat het cytoplasma een uniforme omgeving is uit en onthult in plaats daarvan een complex en gevarieerd landschap waar diffusie aanzienlijk verschilt binnen de cel. De bevindingen verdiepen niet alleen ons begrip van bacteriële cellen, maar bieden ook een solide basis voor toekomstig onderzoek naar cellulaire processen. Dit onderzoek vertegenwoordigt een stap voorwaarts in ons begrip van de complexe mechanismen die het leven op moleculair niveau aandrijven.

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/d6e550aa-6f7f-403e-b745-1c3f717223dc