Eerste blik op eiwitcomplex dat celdeling regelt

Celbiologen wisten dat het er moest zijn maar niemand kon aantonen dat het er inderdaad was: het divisoom, een eiwitcomplex dat verantwoordelijk is voor de celdeling bij bacteriën. Nu hebben twee biochemici van de RUG als eersten dit divisoom in beeld gebracht. Zij publiceerden de eerste blik op dit complex op 8 december in het tijdschrift Scientific Reports.

Het divisoom bestaat uit ongeveer tien verschillende eiwitten. Promovendus Erik Trip en zijn begeleider, Dirk-Jan Scheffers, hebben een eiwitcomplex gevonden waar ten minste zeven van die eiwitten in aanwezig zijn. ‘Tot nu toe hebben onderzoekers alleen nog maar de interacties aangetoond tussen maximaal twee of drie eiwitten van het divisoom,’ aldus Scheffers.

‘In eerste instantie wilden we het complex isoleren via een verrijkingsstap, door bacteriën eerst om te vormen in membraanblaasjes.’ Op die manier zouden er relatief meer divisoom-complexen in een monster moeten zitten, aangezien dit complex is gekoppeld aan de celmembraan. Maar die aanpak werkte niet. De reden bleek simpel: het divisoom is nogal fragiel.

Scheffers: ‘Toen we dit doorkregen hebben we een aanpak gekozen die het complex zo min mogelijk zou beschadigen.’ Trip liet de coli-bacteriën groeien en gaf ze vervolgens een milde behandeling met enzymen en een oplosmiddel, om de eiwitten eruit te krijgen. Daarna werden de eiwitten via een standaardtechniek, gel-elektroforese, op grootte gescheiden. ‘Met deze milde aanpak vonden we een groot eiwitcomplex met een gewicht van een miljoen Dalton.’ De Dalton is de standaard maat voor eiwitgrootte.

Om te bevestigen dat dit complex inderdaad het divisoom was gebruikten ze een serie antilichamen die specifiek binden aan de verschillende eiwitten van het divisoom. Hieruit bleek dat ten minste zeven van de tien eiwitten aanwezig waren. Dat was genoeg om de redactie van Scientific Reports ervan te overtuigen dat zij inderdaad het eerste directe bewijs voor het bestaan van het divisoom hadden gevonden.

‘Anderen hadden al indirect laten zien dat het bestaat, via genetisch onderzoek en door de interacties te bestuderen van de eiwitten die in het complex zouden moeten zitten. Maar wij zijn de eerste die laten zien dat het echt bestaat.’ Achteraf bezien is het ook logisch dat het complex zo fragiel is. ‘Het zorgt voor celdeling, dus het moet ook wel snel verdwijnen. Anders zou de cel maar doorgaan met het afsplitsen van stukjes celmembraan.’

Het divisoom verschijnt pas als de omstandigheden perfect zijn. Dit kan gevolgen hebben voor plannen van collega’s van Scheffers, die een kunstmatige cel willen bouwen. ‘Ons artikel laat zien dat het moeilijk wordt om een stabiel divisoom te maken. Het valt nu eenmaal snel uit elkaar.’

Een meer optimistische conclusie is dat het divisoom een interessant aangrijpingspunt is voor nieuwe antibiotica. ‘Alle bacteriën hebben een vergelijkbaar divisoom, dat afwijkt van het divisoom in planten of dierlijke cellen. Dus als we het divisoom kunnen verstoren zou dat de groei van bacteriën stoppen.’ Hij gebruikt deze aanpak momenteel in een project dat de bacterie die citrus kanker veroorzaakt, een ziekte die overal in de wereld citrusbomen doodt.

Referentiee: A 1 MDa protein complex containing critical components of the Escherichia coli divisome. Erik N. Trip & Dirk-Jan Scheffers, Scientific Reports, DOI 10.1038/srep18190

Tekst: Science LinX