17 maart 2004
Nieuwe microscoop toont afzonderlijke moleculen op celmembraan
STW-promovenda Bärbel de Bakker heeft tijdens haar onderzoek aan de
Universiteit Twente een nieuw soort fluorescentiemicroscoop
ontwikkeld. De microscoop maakt individuele moleculen zichtbaar op het
membraan van intacte cellen met een resolutie die beter is dan de
diffractielimiet. De diffractielimiet is de kleinste afmeting die met
een gewone lichtmicroscoop nog zichtbaar is.
De ontwikkelde zogenaamde nabije-veld microscoop belicht het
celoppervlak met een zeer klein naaldje dat over het oppervlak van de
cel beweegt. In gewone optische microscopen wordt hiervoor een lens
gebruikt. Door de hoge resolutie en grote oppervlaktegevoeligheid is
de microscoop uitermate geschikt voor het bestuderen van individuele
membraanmoleculen op intacte cellen.
Bärbel de Bakker ontwikkelde een microscoop die op twee verschillende
manieren opnamen kan maken.
a) Lichtmicroscoopopname (confocaal) van gemarkeerde DC-SIGN-eiwitten
op het membraan van een onvolgroeide dendritische cel. De cel ligt
gestrekt op een glasplaatje. De eiwitten lijken het oppervlak volledig
te bedekken. De kleinste details zijn ongeveer 300 nanometer in
diameter, gelimiteerd door de diffractielimiet.
b) Nabije-veld opname van het grijze kader in figuur a. De hoge
resolutie, met 70 nanometer diameter voor de kleinste details, laat
veel meer structuur zien dan de confocale opname en onthult eiwit
clusters (gele vlekken). De rode en groene vlekken laten individuele
fluorescente markeermoleculen zien. Doordat het belichtingsnaaldje
heel dicht over het oppervlak schuift, wordt tijdens de belichting de
topografie van het celoppervlak afgetast. De gemeten topografie is
zichtbaar in grijs.
Met de ontwikkelde microscoop heeft de promovenda individuele eiwitten
en eiwitclusters op het membraan van dendritische cellen en T-cellen
onderzocht. Dendritische cellen zijn cellen van het aangeboren
immuunsysteem en T-cellen zijn speciale witte bloedcellen van ons
afweersysteem.
Bärbel de Bakker ontdekte dat het eiwit DC-SIGN zowel in de vorm van
individuele eiwitten als in de vorm van eiwitclusters voorkomt op het
membraan van onvolgroeide dendritische cellen. Hoewel de clusters
meestal een diameter van ongeveer tweehonderd nanometer hebben,
bestaan de clusters soms uit slechts enkele en soms uit meer dan
vijftig eiwitten. De promovenda lokaliseerde individuele gemarkeerde
moleculen binnen een eiwitcluster met een nauwkeurigheid van zes
nanometer.
Met een eenvoudig model verklaarde de promovenda de specifieke
ruimtelijke verdeling van het DC-SIGN-eiwit. Onvolgroeide dendritische
cellen activeren het menselijk afweersysteem wanneer zij
ziekteverwekkers in het lichaam vinden. Deze cellen kunnen binden aan
virussen zoals HIV en hepatitis C of aan bacteriën zoals Leishmania en
Candida Albicans via het membraaneiwit DC-SIGN. De geobserveerde
ruimtelijke verdeling blijkt gunstig te zijn voor de
bindingseigenschappen van de dendritische cel.
Membraaneiwitten zijn van groot belang voor de interactie tussen de
cel en zijn omgeving. De ruimtelijke verdeling van de eiwitten is
bepalend voor de functie van de cel. Het in kaart brengen van de
ruimtelijke eiwitverdeling draagt bij tot een beter begrip van
functies en eigenschappen van de cellen.
Meer informatie bij:
ir. Bärbel de Bakker (Universiteit Twente, Optische Technieken)
tel. 053 489 2425/3805
e-mail: b.i.debakker@tn.utwente.nl
Promotie 19 maart
Promotor prof. dr. N. F. Van Hulst
tel. 053 489 3175/3805
e-mail: n.f.vanhulst@tnw.utwente.nl
---
TOP Laatste wijziging: 17-03-2004
Reacties naar: webmaster@stw.nl
Technologie Stichting STW