VU ontwerpt gereedschap om cellen te besturen met licht
Array
Biofysicus John Kennis krijgt Vici-subsidie
Een van de grote uitdagingen in de biologie is om levensprocessen in cellen en organen te kunnen sturen met licht. Daarmee kunnen wetenschappers diepe inzichten verkrijgen in hun verloop en ingrijpen waar gewenst. John Kennis, biofysicus aan de Vrije Universiteit Amsterdam, krijgt een Vici-subsidie om de moleculaire ‘gereedschappen’ die zulke sturende processen mogelijk maken te ontwikkelen, bestuderen en verbeteren.
Naast Kennis krijgen ook VU-topwetenschappers Jan Bouwe van den Berg en Lydia Krabbendam een Vici-beurs.
Lichtgevoelige eiwitten in planten en dieren
Lichtgevoelige eiwitten – zogenaamde fotoreceptoreiwitten – komen voor in organismen als planten, bacterien en algen, maar ook in dieren. Ze vervullen specifieke licht-gestuurde functies: de respons van planten om naar licht toe te groeien, of van algen om naar een lichtbron toe te zwemmen of er juist vandaan. Fotoreceptoreiwitten worden gebruikt voor ‘optogenetische’ toepassingen: het sturen van levensprocessen met licht. ‘Optogenetics’ is een opkomend veld met een enorm potentieel dat het prestigieuze tijdschrift Nature heeft uitgeroepen tot ‘Method of the Year 2010’.
Neuronen aansturen met licht
In optogenetics worden fotoreceptoreiwitten die van nature in organismen voorkomen aangepast om een bepaalde functie te vervullen in een organisme, cel of weefsel. In hersenonderzoek is het bijvoorbeeld mogelijk om met deze techniek specifiek neuronen in de hersenen van muizen aan te sturen met licht. Zo kunnen wetenschappers de neuronale circuits doorgronden en zelfs gedrag beïnvloeden en beter begrijpen. Er is nog weinig bekend over de licht-geactiveerde functie van fotoreceptoreiwitten.
Hoe eiwitten van vorm veranderen
John Kennis gaat deze licht-geactiveerde functie bestuderen met geavanceerde lasertechnieken: tijdsopgeloste twee-dimensionale infrarood spectroscopie en gestimuleerde Raman spectroscopie. Hiermee kan hij een gedetailleerd beeld krijgen van hoe het eiwit van ‘vorm’ verandert na absorptie van licht en hoe het eiwit hiermee een signaal aan de buitenwereld kan afgeven. Met de verkregen kennis kunnen fotoreceptoreiwitten verbeterd worden of van nieuwe functies voorzien voor optogenetische toepassingen. Ook zal het onderzoek voor het eerst een gedetailleerd moleculair ‘filmpje’ opleveren van functionele structurele veranderingen in een eiwit na stimulatie.
Vici-subsidie
De Vici-subsidie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) is bestemd voor zeer ervaren onderzoekers die hebben aangetoond met succes een eigen vernieuwende onderzoekslijn te kunnen ontwikkelen en die als coach voor jonge onderzoekers kunnen fungeren.
bron: VU Amsterdam
