thumb-bacterie

RUG-wetenschappers ontdekken hoe bacterie ‘eet’

RUG-wetenschappers hebben ontdekt hoe een bacterie vitamines ‘eet’. Dat betekent dat je hem ook zou kunnen uithongeren. Handig als je antibiotica wilt ontwikkelen.

Al negen jaar lang houdt Dirk Slotboom zich bezig met een eiwitje. En niet zomaar een: het is een ECF-transport-eiwit – van essentieel belang om vitaminen van buiten een cel naar binnen te krijgen. En nu is het zover: samen met aio’s Lotteke Swier en VIDI- ontvanger Albert Guskov heeft hij uitgevogeld hoe dat eiwit het aanpakt. Vandaag staat het resultaat in toptijdschrift Nature Communications.

Moleculaire motor

EFTSeiwitslotboomHet eiwit blijkt te werken als een moleculaire motor, maar dan eentje van een heel bijzondere soort. Het ‘motortje’ werkt namelijk fundamenteel anders dan bekende motoren. Die gebruiken een ‘power stroke’ – waarbij je energie verbrandt die wordt omgezet in beweging. Slotbooms eiwit werkt echter als een ‘Brownian ratchet’ – een type motor waarvoor tot nu toe nog geen experimenteel bewijs bestond. De motor wordt namelijk in beweging gezet door thermische energie die al in het eiwit aanwezig is door de willekeurige bewegingen van moleculen – de zogenaamde Brownian motion. Na de beweging zit hij vast – zoals een ratel die alleen vooruit kan en niet meer achteruit.

‘Dit is bewijs dat een dergelijke beweging echt bestaat’, zegt Slotboom enthousiast. ‘In het veld vindt men dit fascinerend!’

Keihard gescoopt

Hoe belangrijk dat is, blijkt wel uit het feit dat Slotboom in de afgelopen jaren maar liefst drie keer ‘keihard gescoopt’ is door Chinese concurrenten, die onderdelen van het proces net iets eerder publiceerden dan hij. In Nature nog wel. ‘En dat terwijl ze waarschijnlijk op het spoor zijn gezet door lezingen die ikzelf heb gegeven’, zegt Slotboom laconiek. ‘Maar gelukkig is het met deze publicatie allemaal goedgekomen.’

Het bewuste eiwit vangt de vitamine met twee uitgestoken ‘armpjes’, vervolgens sluit hij het in en valt om. ‘Die beweging gebeurt dus vanzelf, zonder dat je er extra energie instopt’, zegt Slotboom. Vervolgens klikt het vast op een ander eiwit dat zich in de cel bevindt, waardoor de vitamine aan de binnenkant van de cel loslaat. ‘De eiwitten zijn dan zeer stabiel. Het is een soort doodlopende weg.’

Uitgestoken armpjes

Om weer te ontsnappen gebruikt de bacterie ATP (adenosinetrifosfaat), het wisselgeld van de cel, zodat het eiwit met de uitgestoken ampjes zich weer kan draaien om een nieuwe vitamine te pakken.

Zo heeft de motor – of beter gezegd de ratel – een hele slag gemaakt en is klaar voor de volgende. ‘ATP is alleen nodig om te resetten.’

Het onderzoek van Slotboom is behoorlijk fundamenteel. Niemand slaagde er eerder in te achterhalen hoe dit eiwit zijn werk deed. Toch zijn er – in de toekomst – ook toepassingen denkbaar. ‘Als je ervoor zorgt dat het eiwit niet meer uit die doodlopende weg kan ontsnappen, door de werking van ATP te verhinderen, dan blokkeer je de vitamineoverdracht. En dan kom je in de richting van een antibioticum’, zegt Slotboom.

30-03-2016