Gistcellen trillen door het inwendig transport van moleculen

De celwanden van gistcellen staan voortdurend te trillen als gevolg van de activiteit van transporteiwitten binnenin de cel. De motoreiwitten die hiervoor verantwoordelijk zijn, blijken zich langs een soort rails door de cel te bewegen en brengen de moleculen die voor het functioneren van de cel nodig zijn daar waar ze zijn moeten. Volgens de onderzoekers van de universiteit van California in Los Angeles zijn de trillingen van de celwand méér dan alleen het gevolg van dat transport. Ze vermoeden dat deze zelfs voor de cel van nut zouden kunnen zijn, bijvoorbeeld voor het transport van voedingsstoffen of chemicaliën door de celwand (Science, 20 augustus).

Om de bewegingen van de celwand in beeld te kunnen brengen maakten Jim Gimzewski en zijn collega's gebruik van de dunne naald van een atomaire krachtsmicroscoop of AFM. Normaal gesproken wordt deze gebruikt om een oppervlak in beeld te brengen door er net als een grammofoon-naald over een plaat overheen te bewegen en de bewegingen van de naald vast te leggen. Op deze manier kunnen zelfs individuele atomen in beeld worden gebracht. In dit geval echter zetten ze de naald stil op het oppervlak en lieten deze meetrillen. Daarvoor is het natuurlijk wel nodig om het effect van andere trillingsbronnen zoals passerende auto's uit te schakelen.

Zolang de cellen actief waren, bleek de celwand zo'n drie nanometer (een miljardste meter) op en neer te bewegen met een frequentie van tegen de tweeduizend trillingen per seconde. Door de cellen in te spuiten met een chemische verbinding die de productie van ATP (de universele brandstof in de cel) stillegde, verdwenen ook de trillingen. Daarmee werd duidelijk dat een of ander metabolisch proces in de cel er aan ten grondslag moest liggen. Bij hogere temperaturen nam verder de frequentie van de trillingen toe. Uit de sterkte van deze toename konden de onderzoekers vaststellen dat transporteiwitten de trillingen veroorzaakten.

Deze eiwitten brengen `celonderdelen' als stukken eiwit of zelfs hele chromosomen op de juiste plaats. Uit de trillingen konden de onderzoekers berekenen met welke snelheden dat gebeurt, hetgeen goed overeenkomt met de uitkomsten van onafhankelijke metingen. De krachten die uitgeoefend worden op de celwanden blijken echter te groot voor één enkel eiwit. De trillingen moeten het resultaat zijn van een collectief proces. Volgens Gimzeswki zou dat heel goed voor communicatie kunnen dienen of voor het versnellen van transport van moleculen door de celwand heen.