Regulation of G-proteins during chemotaxis in space and time

Hoe cellen sporen kunnen volgen

Cellen zijn in staat om een ‘spoor’ te volgen van een chemische stof door veranderingen in concentratie (gradiënt) waar te nemen. De gecoördineerde beweging die dit oplevert heet chemotaxis. De chemische stof veroorzaakt een signaal aan de binnenkant van de cel, waar de gradiënt via een keten van gebeurtenissen (signaaltransductie pad) wordt omgezet in beweging van de cel richting de stof. Chemotaxis is belangrijk voor verschillende lichamelijke processen, zoals wondgenezing en embryonale ontwikkeling maar speelt ook een rol bij sommige ziektes, zoals het uitzaaien van kankercellen, en astma.

Marjan Kamp bracht dit signaaltransductie pad in kaart. Het begint met de activatie van een receptor aan de buitenkant van de cel, die meerdere zogeheten G-eiwitten activeert. De heterotrimere G-eiwitten Gα en Gβγ worden als eerste geactiveerd en de activatie is recht evenredig met de sterkte van de gradiënt. Hierna volgt de activatie van de monomere G-eiwiten Ras, Rap en Rac, dit zijn de eerste eiwitten in het chemotaxis transductie pad die een veel sterkere activatie aan de voorkant van de cel hebben.

Kamp beschrijft een nieuw ontdekt eiwit LrrA dat deze heterotrimere en monomere G-eiwitten verbindt, en dat belangrijk is voor de timing en lokalisatie van verschillende componenten in het signaaltransductie pad. Daarnaast beschrijft zij de activatiemechanismen van het monomere G-eiwit Rap1. Tot slot laat Kamp zien dat Rap1 het cytoskelet kan activeren, maar dat het cytoskelet ook Rap1 activiteit kan remmen. In z’n geheel laat dit onderzoek duidelijk zien dat chemotaxis sterk gereguleerd wordt op alle niveaus. Door de vele lagen van regulatie ontstaat een robuust, maar ook flexibel systeem dat werkt in zowel hoge als lage concentraties van chemische stoffen.

Marjon Kamp verrichtte haar promotieonderzoek bij de afdeling Celbiochemie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB).

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/40c3f6fe-a831-482e-965c-b65173c4fc89