UTRECHT - Door hun celskelet te laten groeien en krimpen, kunnen cellen zich voortbewegen. De lengte en stapeling van de eiwitstaafjes waar dit skelet uit bestaat, zijn hiervoor verantwoordelijk.

Dit blijkt uit onderzoek van Albert Philipse en Alan Wouterse van de Universiteit Utrecht, in samenwerking met Engelse en Amerikaanse wetenschappers. Zij publiceerden hun onderzoek gisteren in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS).

Een cel kan zich zelfstandig voortbewegen doordat de eiwitstaafjes (actine¿filamenten) van zijn skelet snel kunnen aangroeien en krimpen. Deze actine-filamenten groeien in een bepaalde richting en vormen hierbij een uitstulping aan één kant en een inkrimping aan de andere kant van de cel.

Door dit proces te herhalen, bewegen deze cellen zich voort. Deze celbeweging is onder andere verantwoordelijk voor de uitzaaiing van kankercellen.

Spoelworm

Voor het onderzoek is gekeken naar spermacellen van de spoelworm. Zij hebben - in tegenstelling tot menselijke spermacellen - geen staartje om zich voort te bewegen, maar gebruiken hiervoor de eiwitstaafjes in hun skelet. De lengte en stapeling van deze eiwitstaafjes is bepalend voor de voorbeweging.

Uit dit onderzoek blijkt namelijk dat het volume van het celskelet heel snel toeneemt bij slechts een kleine groei van de staafjes. Dit is te vergelijken met het stapelen van mikadostokjes. De stapeling van een ongeordend setje korte mikadostokjes is veel compacter dan die van lange stokjes, zelfs als beide setjes dezelfde hoeveelheid hout bevatten (zie ook de afbeelding).

Samenwerking

De ontdekking dat de stapeling van staafjes verantwoordelijk is voor het voortbewegen van de cel, komt voort uit een bijzondere samenwerking. Scheikundige Albert Philipse van de Universiteit Utrecht ontdekte dat een hoeveelheid materiaal bestaande uit lange 'colloïdale staafjes' veel meer volume inneemt dan eenzelfde hoeveelheid materiaal bestaande uit korte staafjes. Hij zag hier echter nog geen directe biologische toepassing voor.

Zijn onderzoek werd opgemerkt door moleculair bioloog Murray Stewart van de Universiteit van Cambridge, die in het gedrag van deze colloïdale staafjes een sterke overeenkomst zag met de draadachtige structuren van een biologische cel. De hierop volgende samenwerking zorgde voor de opheldering van dit intrigerende bewegingsmechanisme.