Quantification of macromolecular crowding and ionic strength in living cells

Sensoren bieden kijkje in de cel

Het milieu binnenin een cel kent een veel hogeren dichtheid van marcomoleculen dan het milieu erbuiten. Deze hoge dichtheid, ook wel macromoleculaire crowding genoemd, kan worden gekwantificeerd met intracellulaire, op  eiwit gebaseerde sensoren. De mate van crowding wordt bepaald door Förster resonance energy transfer (FRET) tussen twee verschillende fluorescente eiwitten aan de sensor.

In zijn promotieonderzoek helderde Boqun Liu het mechanisme van crowding sensing op, waarbij duidelijk werd dat de sensoren zich gedragen als polymeren en dat hun compressie gerelateerd is aan hun grootte en de concentratie macromoleculen. In cellen is de compressie eveneens afhankelijk van de structuur van de linkerregio in de sensor, wat een belangrijk verschil vormt tussen in vitro en in vivo experimenten.

Liu identificeerde een afwijking geïdentificeerd die ontstaat door de langzame maturatie van fluorescente eiwitten, wat hij oploste door de expressie van de sensor onder een constitutieve promotor te plaatsen. Door crowding te volgen in de bacterie Escherichia coli ontdekte hij hoe crowding verandert in cellen.

Verder heeft Liu de eerste sensoren ontwikkeld om de ionische sterkte in levende cellen te bepalen. Deze sensoren om crowding en ionische sterkte te bepalen stellen ons in staat de fysicochemische aspecten in de cel te begrijpen en dienen als eerste stap om de rol van fysisch-chemische parameters op de biochemische organisatie en fysiologie van de levende cel op te helderen.

Het promotieonderzoek van Boqun Liu vond plaats bij de afdeling Enzymologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met steun van de Chinese Scholarship Council. Hij werkt nu als onderzoeker en docent aan de Jilin University (China).

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/e56fa37f-fad0-4491-9033-3a435d623390