Dirk-Jan Scheffers (links) en Erik Trip in hun laboratorium. Science Linx
Het divisoom bestaat uit ongeveer tien verschillende eiwitten. Promovendus Erik Trip en zijn begeleider, Dirk-Jan Scheffers, hebben een eiwitcomplex gevonden waar ten minste zeven van die eiwitten in aanwezig zijn. “Tot nu toe hebben onderzoekers alleen nog maar de interacties aangetoond tussen maximaal twee of drie eiwitten van het divisoom,” aldus Scheffers.
Hij legt uit hoe ze te werk gingen. “In eerste instantie wilden we het complex isoleren door de bacteriën om te vormen in membraanblaasjes.” Op die manier zouden er relatief meer divisoom-complexen in een monster moeten zitten, aangezien het complex is gekoppeld aan de celmembraan. Maar die aanpak werkte niet. De reden bleek simpel: het divisoom is nogal fragiel.
Milde aanpak
Scheffers: “Toen we dit doorkregen, hebben we een aanpak gekozen die het complex zo min mogelijk zou beschadigen.” Trip liet de bacteriën groeien en gaf ze vervolgens een milde behandeling met enzymen en een oplosmiddel, om de eiwitten eruit te krijgen. Daarna werden de eiwitten op grootte gescheiden. “Met deze milde aanpak vonden we een heel groot eiwitcomplex dat volgens ons het divisoom moest zijn.”
Om te bevestigen dat dit grote complex inderdaad het divisoom was, gebruikten de onderzoekers een serie antilichamen die specifiek binden aan de verschillende eiwitten van het divisoom. Hieruit bleek dat ten minste zeven van de tien eiwitten aanwezig waren. Dat was genoeg om de redactie van Scientific Reports ervan te overtuigen dat zij inderdaad het eerste directe bewijs voor het bestaan van het divisoom hadden gevonden.
Schematische weergave van het divisoom in de E. coli-bacterie. De rode onderdelen, allemaal eiwitten, zijn door Trip en Scheffers aangetoond. CW staat voor celwand, cm voor celmembraan. Scientific Reports
Snel verdwijnen
“Anderen hadden al indirect laten zien dat het bestaat, via genetisch onderzoek en door de interacties te bestuderen van de eiwitten die in het complex zouden moeten zitten. Maar wij zijn de eersten die laten zien dat het echt bestaat”, zegt Scheffers. Achteraf bezien is het ook logisch dat het complex zo fragiel is. “Het zorgt voor celdeling, dus het moet ook wel snel verdwijnen. Anders zou de cel maar doorgaan met het afsplitsen van stukjes celmembraan.”
Het divisoom verschijnt pas als de omstandigheden perfect zijn. Dit kan gevolgen hebben voor plannen van collega’s van Scheffers, die een kunstmatige cel willen bouwen. “Ons artikel laat zien dat het moeilijk wordt om een stabiel divisoom te maken. Het valt nu eenmaal snel uit elkaar.”
Citruskanker
Een meer optimistische conclusie is dat het divisoom een interessant aangrijpingspunt is voor nieuwe antibiotica. “Alle bacteriën hebben een vergelijkbaar divisoom, dat afwijkt van het divisoom in planten of dierlijke cellen. Dus als we het divisoom kunnen verstoren, zou dat de groei van bacteriën stoppen.” Hij onderzoekt deze aanpak momenteel in een project over citruskanker. Dit is een ziekte die overal in de wereld citrusbomen doodt en wordt veroorzaakt door een bacterie.
Bron:
Erik N. Trip, Dirk-Jan Scheffers. A 1 MDa protein complex containing critical components of the Escherichia coli divisome. Scientific Reports (2015) DOI 10.1038/srep18190