Celbiologen zijn zeer geïnteresseerd in het eiwit actine. Niet zo vreemd, want actine, waarvan we in ons leven meer dan 100 kilo aanmaken, is een hoofdbestanddeel van het celskelet en bovendien één van de meest voorkomende moleculen in een cel. Het zit in grote hoeveelheden in elk celtype en kan een heleboel: het geeft vorm en stevigheid aan de cel, is belangrijk bij de celdeling, kan cellen voortstuwen, en zorgt voor de kracht in onze spieren. Mensen met een actine-eiwit waar foutjes in zitten, lijden aan aangeboren spierziektes. Over de vorm en functie van actine is al veel bekend. Maar hoe dit belangrijke eiwit gemaakt wordt en welk gen daarachter zit? ‘We wisten het niet’, zegt Brummelkamp, wiens missie het is de functie van onze genen te achterhalen.
Genetica in haploïde menselijke cellen
In de loop van zijn carrière heeft hij daartoe een aantal unieke methoden ontwikkeld, waarmee hij twintig jaar geleden de eerste was die genen grootschalig kon inactiveren voor zijn genetica-onderzoek in menselijke cellen. ‘Je kunt mensen nu eenmaal niet met elkaar kruisen, zoals fruitvliegjes, en kijken wat er dan gebeurt.’ Sinds 2009 gebruiken Brummelkamp en zijn team de zogenoemde haploïde cellen, waarin van ieder gen slechts één kopie zit in plaats van twee (één van je vader en één van je moeder). Dat laatste is weliswaar de basis van ons hele bestaan, maar zorgt in een genetica-experiment voor ongewenste ruis want een mutatie zal meestal in één kopie van een gen (van je vader bijvoorbeeld) optreden en in de andere niet.
Multi-inzetbare methode voor genetica in menselijke cellen
Samen met andere onderzoekers spoort Brummelkamp met deze multi-inzetbare methode de genetische oorzaak van ziektes op. Hij heeft al laten zien hoe het ebolavirus en een aantal andere virussen, maar ook bepaalde vormen van chemotherapie, de cel binnenkomen. Ook onderzocht hij waarom kankercellen resistent zijn tegen bepaalde vormen van therapie en ontdekte hij een eiwit in kankercellen dat als rem op het immuunsysteem fungeert. En nu was hij dus op zoek naar het gen dat actine – en daarmee het celskelet - volwassen maakt.
Op zoek naar de schaar
Voordat een eiwit helemaal ‘af’ is – oftewel volwassen wordt, zoals de onderzoekers in Science schrijven - en zijn functie in de cel ten volle kan uitoefenen, moet het in de meeste gevallen eerst van een specifiek aminozuur worden ontdaan. Het aminozuur wordt dan van een eiwit afgeknipt door een moleculaire schaar. Zo gebeurt het ook bij de vorming van actine. Al veertig jaar is bekend op welke plek van het actine-eiwit het relevante aminozuur wordt afgeknipt. Niemand wist echter welk enzym als schaar fungeert, en door welk gen dat enzym wordt aangestuurd.
Peter Haahr, postdoc in het lab van Brummelkamp deed het volgende experiment: eerst maakte hij willekeurige mutaties (foutjes) in willekeurige haploïde cellen. Vervolgens selecteerde hij hieruit de cellen waarin het onvolwassen actine zat, door een fluorescent gelabeld antilichaam aan zijn cellen toe te voegen dat precies past op de plek waar het aminozuur wordt afgeknipt. Als derde en laatste stap keek hij welk gen in die gevallen gemuteerd was.
en
English
