Grote toekenning voor werk met ‘vlotten’ in bacteriemembraan

Moleculair biologen van de RUG doen mee aan een onderzoeksproject dat maar liefst 7,4 miljoen euro heeft gekregen uit het zeer competitieve Europese Horizon 2020 programma. Doel is om ‘lipid rafts’ (vet-vlotten), speciale stukjes van de celmembraan, te gaan gebruiken om nuttige stoffen te produceren of vervuiling af te breken.

‘Dit is een nieuwe, opwindende aanpak’, vertelt RUG hoogleraar moleculaire genetica Oscar Kuipers. Zijn groep maakt deel uit van een consortium van wetenschappers verbonden aan universiteiten en bedrijven, die gezamenlijk het gebruik van de zogeheten lipid rafts willen ontwikkelen. Deze ‘vet-vlotten’ zijn een bekend fenomeen in cellen zoals die van ons lichaam, de zogeheten eukaryote cellen. Dit zijn cellen met een celkern en daarnaast ook andere compartimenten, ook wel cel-organellen genoemd. ‘Maar pas heel recent is beschreven dat deze vlotten ook bij bacteriën aanwezig zijn’, legt Kuipers uit.

Zo’n lipid raft is een deel van de celmembraan waarin bepaalde processen geconcentreerd zijn. Ze vormen ‘microdomeinen’, met een samenstelling die iets afwijkt van de rest van de membraan. ‘Deze lipid rafts kunnen bepaalde processen afgebakend laten plaatsvinden aan de buitenkant van de cel. En het is mogelijk eiwitten gericht naar zo’n compartiment toe te sturen met behulp van labels, die bestaan uit bepaalde combinaties van aminozuren’, vertelt Kuipers. De vlotten kunnen ook instulpingen vertonen die hun oppervlak vergroten.

Deze eigenschappen maken de vlotten bruikbaar voor microbiologen. Wanneer zij een bacterie via aanpassingen een nuttige stof laten maken, bijvoorbeeld een antibioticum, kan dat giftig zijn voor de cel. Door de productie op de afgebakende vlotten te laten plaatsvinden is dat minder het geval. Een deel van het project is dan ook de productie van nieuwe antibiotica via deze lipid rafts. ‘Onze taak is om op die manier nisine en vergelijkbare antimicrobiële peptiden te gaan maken’, vertelt Kuipers.

Andere deelnemers aan het project zullen op de vlotten grondstoffen maken voor cosmetica, zoals bètacaroteen, vitamine A of vitamine B. Ten slotte is het ook de bedoeling op de vlotten gifstoffen af te breken, zoals 1,2,3-trichloorpropaan (TCP). Dit is een industriële grondstof die giftig is en zich kan ophopen in drinkwater. ‘De afbraakproducten van TCP zijn ook giftig, wat afbraak door micro-organismen bemoeilijkt. Maar door speciaal daarvoor ontworpen lipid rafts te gebruiken zou dit mogelijk moeten zijn.’

Deze toepassingen vragen wel om een beter begrip van de werking van vet-vlotten bij bacteriën, en het ontwikkelen van efficiënte manieren om eiwitten gericht naar zo’n vlot te sturen. Dit is dan ook onderdeel van het project. ‘Tot nu toe zijn er nog maar weinig artikelen gepubliceerd over deze onderwerpen. Het is een heel nieuwe aanpak, die zeer veel potentie heeft.’

De RUG krijgt via het project geld voor een promovendus en een postdoc, plus een bedrag voor onder meer apparatuur. Samen is dat ongeveer 630.000 euro. Er doen twaalf partners uit tien verschillende Europese landen mee aan het project.