Kleinste wegen van de zenuw in beeld

Nieuws | de redactie
11 augustus 2015 | De kleinste uitlopers van het zenuwstelsel vormen een levend wegennetwerk dat continu krimpt en groeit. Over hoe zich dit organiseert is nog veel onbekend. Een onderzoeksteam onder leiding van enkele UU-celbiologen heeft een doorbraak bereikt met het in beeld brengen van deze uitlopers.

In een publicatie in Nature Communications laten de onderzoekers onder leiding van dr. Lukas Kaptein (UU) en dr. Helge Ewers (Freie Universität Berlin) zien dat zij er in geslaagd zijn met superresolutie lichtmicroscopie de ‘wegen’ in de dunne uitlopers van een zenuwcel te onderscheiden.

Nog weinig bekend 

Deze wegen, ook wel microtubuli genoemd, zorgen voor het transport in de cel en zijn daarmee cruciaal voor een goed functionerend zenuwstelsel. Tot op heden was nog veel onbekend over hoe deze microtubuli zich organiseren. Het in beeld brengen hiervan kan dus voor een doorbraak zorgen in het begrip van de werking van de zenuwcel.

“Met onze methode kunnen we microtubuli nu met lichtmicroscopie in beeld brengen met een resolutie die in de buurt komt van elektronenmicroscopie”, licht Lukas Kapitein toe. Het grote voordeel van lichtmicroscopie is dat hierbij eenvoudig fluorescente kleurstoffen kunnen worden gebruikt om heel selectief verschillende onderdelen van de cel te onderscheiden. Dit is bij elektronenmicroscopie veel ingewikkelder.

Zenuwcellen moeten, in tegenstelling tot andere cellen, een heel leven lang meegaan. Daarom is hun vermogen om te groeien en zichzelf te herstellen essentieel. Microtubuli zorgen voor het transport van de bouwstenen voor groei en herstel naar de juiste plek in de cel. Het zijn buisvormige eiwitstructuren met een diameter van ongeveer 25 nanometer die een levend wegennetwerk vormen: ze groeien en krimpen voortdurend afhankelijk van waar iets moet worden afgeleverd.

Teams vinden elkaar

Wereldwijd wordt op dit moment hard gezocht naar technieken om microtubuli en hun organisatie te onderzoeken. Deze doorbraak het werk van drie onderzoeksteams die aanvankelijk los van elkaar op zoek waren naar een manier om de microtubuli in de uitlopers van een zenuwcel te onderscheiden met lichtmicroscopie. De teams realiseerden zich alle drie dat het probleem zat in de antilichamen waarmee de fluorescente kleurstoffen aan de microtubuli worden gekoppeld. Deze zijn relatief zo groot, dat ze in de dunne uitlopers van de cel te dicht op elkaar zitten om ze met een lichtmicroscoop te kunnen onderscheiden.

De doorbraak in de resolutie is te danken aan de samenwerking met dr. Paul van Bergen en Henegouwen van de Universiteit Utrecht, die gespecialiseerd is in het werken met nanobodies. Een nanobody is het bindende deel van bepaalde antilichamen die voorkomen in lama’s, kamelen en dromedarissen.

Een enorme stap vooruit

Het bijzondere van deze nanobodies is dat zij uit maar één keten bestaan. Het bindende deel van alle andere antilichamen bestaat uit twee ketens en kan daarom moeilijk kleiner gemaakt worden. Een nanobody is slechts 4 nanometer lang en daarmee 2,5 keer zo klein als de antilichamen die hiervoor tot nu toe gebruikt werden.

Dankzij de vondst van een geschikt nanobody kunnen de onderzoekers de microtubuli in de uitlopers van een zenuwcel onderscheiden. “Ik ben geweldig blij dat dit ons is gelukt”, aldus Kapitein. “Het is een verbetering in de resolutie van slechts 20 nanometer, maar voor het onderzoek naar zenuwcellen een enorme stap vooruit.” Het onderzoek van de drie verschillende onderzoekteams is tot stand gekomen met behulp van zowel de European Research Council, NWO als STW. 


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK