Bouwen aan de weg: Regulatie van de dynamiek van het microtubuli netwerk

Belang

Ons lichaam bestaat uit miljarden cellen die ieder hun vorm en stevigheid behouden door een skelet, het cytoskelet. Een van de onderdelen van dit cytoskelet is het microtubuli netwerk, wat naast het zorgen voor stevigheid en vormbehoud ook wegen vormt waarlangs vracht verplaatst wordt in cellen. Maar in tegenstelling tot het vrij statische skelet van bot in ons lichaam verandert het microtubuli netwerk voortdurend door groei of krimp van individuele microtubuli, oftewel het is dynamisch. Een strakke regulatie van deze dynamiek is nodig om te kunnen reageren op veranderende behoeften in de cel.

Methode

In ons onderzoek bestuderen we twee relatief onbekende motoreiwitten en laten we zien dat ze belangrijke onderdelen zijn in de regulatie van de microtubuli dynamiek.

Resultaat

We tonen aan dat groei en krimp van microtubuli geremd worden door deze motoreiwitten en ze zo zorgen voor een stabilisatie van het netwerk. Ook laten we zien dat de motoreiwitten inactief kunnen worden door zichzelf op te vouwen, een mechanisme om te voorkomen dat ze voortdurend effect uitoefenen op microtubuli. We kijken naar deze inactiviteit op het niveau van eiwitstructuur, en laten ook zien dat dit proces zeer belangrijk is voor ontwikkeling van cellen. We zien dat incorrecte activiteit van deze motoreiwitten leidt tot een abnormale rem op microtubuli groei. Dit kan vervolgens leiden tot defecten in neuronale ontwikkeling, zoals we aantonen voor het motoreiwit KIF21A. Een andere motoreiwit, KIF21B, wordt gelinkt aan MS en Alzheimer en verhoogde niveaus hangen samen met de ernst van deze ziekten. Precieze regulatie van KIF21B is essentieel voor neuronale functies.

Impact

Motoreiwitten spelen een belangrijke rol in de dynamiek van het microtubuli-netwerk in  zenuwcellen. Het niet of slecht functioneren van deze eiwitten wordt gelinkt aan neurologische aandoeningen waaronder MS.

 

 

Helma van Riel (UU, Utrecht) PR16-9

Promotiedatum: 23 november 2016