Onderzoekers van de Yale School of Medicine hebben met een nieuwe microscopische methode de moleculaire structuur van flagellen in levende V. cholerae in kaart gebracht. Cholera is een dodelijke ziekte en de bacterie infecteert cellen in de dunne darm; de flagellen, staartachtige organellen, stellen de bacterie in staat zich voort te bewegen. Decennialang waren de eiwitten van flagellen bekend, maar het precieze samenspel en de mechanische werking bleven onopgelost.
Het team publiceerde de bevindingen in Nature Microbiology. Jun Liu benadrukte dat bijna-atomaire resolutie nodig is om te begrijpen hoe flagellen zich opbouwen en draaien. Wangbiao Guo noemde de structuur een "70 jaar durend mysterie." Guo en Sarah Zhang hielpen bij het maken van gemuteerde V. cholerae met oplichtende flagel-eiwitten. In samenwerking met Merrill Asp in het laboratorium van Jing Yan vroren de onderzoekers de bacteriën in vloeibare ethaan en gebruikten een krachtige elektronenmicroscoop om beelden te maken op bijna-atomair niveau.
De beelden laten zien dat elk van de vier flagel-eiwitten op specifieke posities binnen een hydrofiele beschermende schede past. Deze schede verhinderde dat eerdere studies de structuur konden ontleden. De studie concludeert dat de flagellen van V. cholerae een kern delen met flagellen van andere bacteriën, maar een ander oppervlak hebben, wat wijst op unieke aanpassingen in de schede. Een mogelijke functie is dat de schede als smeermiddel werkt: de flagel lijkt onafhankelijk van de buitenste omhulling te draaien en de hydrofiele schede kan zo een glad systeem vormen dat beweging door vloeistof en penetratie van de slijmlaag in de dunne darm vergemakkelijkt.
Volgens Liu maken de beelden en technieken vervolgonderzoek mogelijk en kan dit leiden tot nieuwe geneesmiddelen die flagellen aanvallen of cholera op andere manieren bestrijden. De studie werd ondersteund door National Institutes of Health, the National Science Foundation, Yale University en meerdere stichtingen; de inhoud is de verantwoordelijkheid van de auteurs. Bron: Yale.
- National Institutes of Health
- the National Science Foundation
- Yale University en meerdere stichtingen
Moeilijke woorden
- flagel — lang, dun orgaantje waarmee microben bewegenflagellen, flagel-eiwitten
- hydrofiel — dat water aantrekt of ermee makkelijk mengthydrofiele
- schede — beschermende laag of mantel rond iets
- resolutie — maat voor detail in een beeld
- muteren — veranderen van erfelijk materiaal in een organismegemuteerde
- elektronenmicroscoop — microscoop die elektronen gebruikt voor zeer kleine beelden
- slijmlaag — dikke laag slijm op een oppervlak van weefsel
- smeermiddel — stof die wrijving tussen onderdelen vermindert
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen kan de ontdekking van de flagelstructuur bieden voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen?
- Welke uitdagingen zie je bij het vertalen van deze onderzoeksbevindingen naar echte behandelingen?
- Denk je dat het begrijpen van zulke microscopische structuren kan helpen andere bacteriële ziekten te bestrijden? Leg kort uit.
Gerelateerde artikelen
Nieuwe methode voor scherpere MRI-scans
Onderzoekers van Rice University en Oak Ridge National Laboratory publiceerden in The Journal of Chemical Physics een methode die moleculaire bewegingen koppelt aan signalen van klinische MRI-apparaten. De code is open source en de aanpak heeft toepassingen buiten de geneeskunde.
DopFone: app om thuis de foetale hartslag te volgen
Een nieuwe app, DopFone, laat zwangere mensen thuis de hartslag van de foetus meten met de luidspreker van een telefoon. Onderzoekers van Georgia Tech en University of Washington testen de app en waarschuwen dat het geen vervanging is voor medische zorg.
Snelle antistoftest zonder bloed met draagbare biosensoren
Onderzoekers van de University of Pittsburgh maken draagbare biosensoren die antistoffen in 10 minuten detecteren zonder bloedafname. De sensoren meten in interstitiële vloeistof en zijn zeer gevoelig, volgens publicatie in Analytical Chemistry.
