Magnetische pincet ontrafelt mechanica van de cel
Hoe werkt genexpressie?
Door kleine magnetische bolletjes te injecteren in een levende cel en
die bolletjes vervolgens te manipuleren met een magnetische `pincet',
slagen onderzoekers van de Universiteit Twente erin meer te weten te
komen over de mechanica van de celkern. Dit levert bijvoorbeeld
belangrijke kennis op over de manier waarop DNA wordt `vertaald' naar
de functies die een cel heeft. Onderzoekers Anthony de Vries, Hans
Kanger en Vinod Subramaniam van de Biophysical Engineering Group
(BMTI) publiceren erover in Nano Letters.
De ruimtelijke organisatie in een levende cel zegt veel over het
functioneren en de moleculaire processen. Zo zijn er duidelijke
aanwijzingen dat de mechanische eigenschappen van DNA en het
zogenaamde chromatine -het complex van DNA en eiwitten- een
belangrijke rol spelen in de activiteit van de duizenden genen. De
zogenaamde genexpressie, waarin DNA wordt uitgedrukt in functionele
eiwitten, lijkt in belangrijke mate af te hangen van deze mechanische
eigenschappen. Tot nu toe is vooral gekeken naar individuele
chromosomen; via de nieuwe magnetische `pincet' kunnen de onderzoekers
de mechanische eigenschappen van chromatine en de interne structuur
van de kern ook binnenin de cel onderzoeken.
Drie magneten
De onderzoekers injecteren daarvoor met een micropipet een bolletje
met een doorsnee van een micrometer in de celkern. De cel wordt
temidden van drie microscopisch kleine magneten geplaatst, die elk een
kracht kunnen uitoefenen op het bolletje. De mate waarin het zich kan
verplaatsen - in het nanometerbereik- hangt sterk af van de
mechanische eigenschappen van het chromatine. Door het bolletje te
volgen met een videomicroscoop zijn elasticiteit en viscositeit van
het chromatine af te leiden. Vervolgens is te voorspellen, met een
intuïtief polymeer model van chromatine, wat deze meetgegevens zeggen
over de manier waarop het chromatine zich in de cel organiseert: in
domeinen die de celkern niet volledig vullen.
De techniek die in Nano Letters wordt gepresenteerd, is volgens de
onderzoekers een belangrijke eerste stap op weg naar magnetische
nano-devices die in een levende cel worden geïmplanteerd als
biosensoren voor het monitoren van chemische en fysische processen in
de cel en in weefsel. Zij zien ook mogelijkheden om cellulaire
processen langs magnetische weg te beïnvloeden.
Schematische weergave van de micromechanische experimenten.
Magnetische polen (6 micrometer breed, 20 micron uit elkaar) oefenen
een kracht uit op een magnetisch bolletje in de celkern van een zg.
HeLa cel. Via de elektrische spoelen kan de kracht en richting worden
geregeld (niet op schaal weergegeven).
Het onderzoek is uitgevoerd in de Biophysical Engineering Group,
onderdeel van het BMTI Instituut voor Biomedische Technologie en het
MESA+ Instituut voor Nanotechnologie.
Noot voor de pers
Het artikel `Direct Observation of Nanomechanical Properties of
Chromatin in Living Cells' van De Vries, Kanger, Subramaniam, Krenn en
Van Driel is verschenen in Nano Letters. Een pdf-bestand kan op
verzoek toegestuurd worden.
Contactpersoon: ir. Wiebe van der Veen, Bureau Communicatie, tel (053)
4894244 of 06 45382730
Top
Laatst gewijzigd op 11-05-2007 15:54:01 door Webmaster
Universiteit Twente