Bulldozer trekt chromosomen uit elkaar

Het onderzoeksteam van Thomas Maresca, assistant professor celbiologie aan de Universiteit van Massachusetts in Amherst (Verenigde Statem), heeft de krachten gemeten die worden uitgeoefend op de kinetochoren. Dit zijn de eiwitcomplexen die de verbinding vormen tussen de chromatiden en de microtubuli; de ‘touwen’. Er was al eerder gemeten aan deze krachten, maar verschillende experimenten leverden sterk uiteenlopende resultaten op. Maresca en collega’s hebben nu heel uitgebreide metingen uitgevoerd met twee verschillende, goed gekalibreerde sensoren. Beide technieken laten dezelfde uitkomst zien, namelijk dat de kinetochoren een kracht van enkele honderden piconewton (pN) te verduren krijgen.

Hoogstandje

Een piconewton is 0,000000000001 Newton (de eenheid van kracht). Dat is een lastige waarde om je iets bij voor te stellen, maar voor een moleculair proces in een cel is het behoorlijk veel. Ter vergelijking, actinevezels, die betrokken zijn bij onder meer de samentrekking van spiercellen, oefenen een kracht van enkele tientallen piconewton uit. Het is ook hoger dan uit eerder onderzoek naar voren kwam. In het begeleidende persbericht vergelijkt Maresca het mechanisme met een bulldozer: de chromatiden worden met een grote, maar langzame kracht uit elkaar getrokken. Hij stelt ook dat dit resultaat essentieel is om het celdelingsproces beter begrijpen.

Maar wat het ons precies leert maakt Maresca niet duidelijk, vindt Geert Kops, groepsleider bij het Hubrecht Instituut en hoogleraar moleculaire tumorcelbiologie aan het UMC Utrecht. In Kops’ onderzoek staan celdeling en dan vooral een correcte verdeling van de chromosomen centraal. NEMO Kennislink heeft hem gevraagd de publicatie van commentaar te voorzien. “Ze hebben een technisch hoogstandje verricht, maar bij mij blijft de vraag hangen wat we hieraan hebben. De kracht is groter dan we dachten, maar de auteurs leggen niet goed uit wat dit voor gevolgen heeft voor de celdeling.”

Trekhaak

Kops wijst erop dat de weerstand van het cytoplasma, de oplossing in de cel waar alle moleculen in ronddrijven, niet zo hoog is dat je deze grote kracht nodig hebt om de chromosomen in beweging te krijgen. Dat geven de auteurs overigens zelf ook aan. Volgens hen laten deze metingen zien dat vooral de microtubuli, de ‘touwen’, zelf hard trekken aan het kinetochoor. Maar dat vindt Kops geen nieuws. “We weten al heel lang dat de microtubuli krachten uitoefenen. Ik zie het kinetochoor als een trekhaak die enerzijds de trekkracht van de microtubuli aan moet kunnen en tegelijkertijd een chromatide goed vast moet houden. Blijkbaar moet het kinetochoor een grotere kracht kunnen weerstaan dan we tot nu dachten, maar wat is de biologische relevantie daarvan?”

Wat denkt hij zelf daarover? “Ik zie twee mogelijkheden. De eerste is dat dit nou eenmaal de kracht is die microtubuli door hun structuur uitoefenen. Ze zijn evolutionair gezien heel stabiel. Alle eukaryote cellen gebruiken ze en blijkbaar is die grote kracht geen nadeel. Anders gezegd, er was geen evolutionaire druk om die kracht te verlagen.” Geheel overtuigd klinkt hij overigens niet bij deze uitleg.