Watermanagement op celniveau
31 augustus 2005
De regulatie van celvolumes is in eerste instantie een kwestie van
watermanagement. Dat stelt NWO-promovendus Bas Tomassen op basis van
zijn onderzoek naar de opname en afgifte van water door het
plasmamembraan van dierlijke en menselijke cellen. Bas Tomassen
promoveert op 31 augustus aan de Erasmus Universiteit Rotterdam.
Het volume van een cel is het resultaat van een subtiel evenwicht
tussen wateropname en afgifte door het plasmamembraan van de cel. De
cel kan zijn volume regelen door aanpassing van zoutconcentraties in
en rondom de cel. Hoe dit proces precies werkt, is nog niet bekend.
Bas Tomassen identificeerde een aantal belangrijke mechanismen die in
dit proces een rol spelen.
Verhoging van de zoutconcentratie in de cel of verlaging van de
zoutconcentratie rondom de cel zorgt voor een waterinstroom. Dit
principe staat bekend als osmose. Cellen activeren verschillende
kanalen om overtollig water en zout of osmotisch actieve deeltjes uit
de cel te verwijderen.
Biochemicus Tomassen bestudeerde cellen die erg gevoelig zijn voor de
osmotische verstoring. Hij ontdekte dat cellen die permeabel zijn voor
water, makkelijker kunnen reageren op veranderende zoutconcentraties.
Ook ontdekte hij dat de aanwezigheid van specifieke kanalen die water
transporteren, volumeveranderingen vergemakkelijken.
Slome organische reactie
Naast waterkanalen spelen ook ionkanalen en organische zouten een
belangrijke rol. Als het zoutevenwicht wordt verstoord, worden eerst
zogeheten 'volume gereguleerde anionkanalen' geactiveerd. Deze zorgen
ervoor dat chloride-ionen de cel uitstromen. Uit verder onderzoek
bleek dat pas één tot twee minuten later de uitstroom begint van
organische zouten. Deze uitstroom blijkt alleen op gang te komen als
er een groot concentratieverschil is tussen het zout in het inwendige
van de cel en het zout in zijn omgeving. De onderzoeker concludeert
hieruit dat de uitstroom van organische zouten dient als tweede
verdedigingslinie, die alleen in stelling wordt gebracht bij grote
problemen.
Alle organismen in de natuur hebben te kampen met zoutevenwichten in
en rondom hun cellen. Planten, bacteriën en schimmels hebben een extra
celwand om de cel meer bescherming te geven. Dierlijke cellen, zoals
die van de mens, hebben dit niet. Zij hebben andere mechanismen
ontwikkeld, waarvan Bas Tomassen er een aantal heeft geïdentificeerd.
Onderzoek Bas Tomassen Onderzoek Bas Tomassen NWO-promovendus Bas
Tomassen onderzocht watermanagement in cellen. Afbeelding links:
Cluster cellen waarvan één cel aangeprikt is met een glazen pipet
(contour links boven) en tot zwelling gebracht. Het volume van de cel
is vele malen groter geworden. In deze opzet worden de elektrische
kanalen in de cel gemeten.
Afbeelding rechts: Monolaag cellen met daarin zes dochtercellen die
een groen lichtgevend eiwit (eGFP) tot expressie brengen. Dit maakt
identificatie mogelijk van getransfecteerde cellen.
Klik op de afbeelding voor een grotere versie.
.........................
Meer informatie bij:
* ir. Bas Tomassen (Erasmus MC, Biochemie)
* t: +31 (0)10 453 08 55
* stomassen@chello.nl
* Promotie 31 augustus
* Promotor prof.dr. J.F. Koster
* Het proefschrift verschijnt binnenkort in zijn geheel op de
website eps.eur.nl
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek