Vorm stuurt toekomstige rol van cellen - onderzoek gepubliceerd in Nature Communications

Hoe neemt een cel een beslissing over zijn toekomst? Welk type cel wordt hij na de celdeling?

Publication date: 13-07-2016

Hoe neemt een cel een beslissing over zijn toekomst? Welk type cel wordt hij na de celdeling? Dit proces wordt beschreven door Roeland Merks en Cong Chen van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in een artikel in Nature Communications dat op 28 juni verscheen, samen met Japans team biologen. De onderzoekers ontdekten dat de celvorm vóór de deling mede bepaalt welke functie de dochtercellen krijgen. Hoewel een cel voor de deling zijn vorm verliest en rond wordt, blijkt de informatie over de oorspronkelijke vorm toch bewaard te blijven. Dit wordt gestuurd door de diffusie van een bepaald eiwit – Delta-proteïne - op het celmembraan. Het nieuwe model ondersteunt experimenteel onderzoek aan zenuwcellen van zebravissen. De onderzoekers kunnen nu voorspellen wat een cel na deling gaat doen.

Wiskundig bioloog Roeland Merks licht toe: "Een cel kan na de deling een nieuwe functie krijgen. Tot nu toe was onbekend of de celvorm daarbij een rol speelt. Wij modelleerden cellen uit het zenuwstelsel van zebravissen. In de  ontwikkeling daarvan deelt een cel genaamd 'V2' zich in dochtercellen van type V2a en V2b. De moedercel heeft een druppelvorm. De V2a-cel blijkt vaker aan de kant van de punt van de druppel te ontstaan. Wij ontwikkelden daarvoor een verklarend model dat de concentratie en diffusie van Delta-proteïne volgt tijdens de vormveranderingen en de celdeling . Met ons model kan het Japanse team de beslissing van de cel sturen. Dat doen ze door de celvorm met lasers te manipuleren om zo de functie van de dochtercellen te beïnvloeden."

Het team bestaat uit Takashi Akanuma (ATR in Japan), Cong Chen (CWI en UvA), Tetsuo Sato (ATR in Japan), Roeland M. H. Merks (CWI en UL) & Thomas N. Sato (JST in Japan, Cornell University in de USA en CI in Sydney, Australië). Het artikel verscheen op 28 juni 2016 online: Akanuma, T. et al. Memory of cell shape biases stochastic fate decision-making despite mitotic rounding. Nat. Commun. 7:11963 doi: 10.1038/ncomms11963 (2016).

Het Nederlandse deel van het onderzoek is uitgevoerd in de Life Sciences onderzoeksgroep van het CWI. De Japanse experimenten staan onder leiding van Thomas N. Sato.

 

Meer informatie:

- homepage Roeland Merks

- The Biomodelling and Biosystems Analysis group is deel van CWI's Life Sciences group

- Het nieuwsbericht uit Japan over dit onderzoek

Foto: Zebravis. Bron: Shutterstock/topimages.