Door Maartje Kouwen - FOTOCOLLAGE: JACOB WINNIKOFF - 05-07-2024 - Biofysica
Vijf van de onderzochte soorten ribkwallen. De rode kleur is typisch voor diepzeedieren.
Lipiden in het celmembraan van ribkwallen hebben een speciale vorm waardoor ze juist in de diepzee goed functioneren.
Ribkwallen kunnen de extreme druk van de diepzee overleven dankzij specifieke kegelvormige lipiden in hun membraan. Dat schrijven Amerikaanse onderzoekers 27 juni in Science. Ribkwallen komen voor in zowel tropische als Arctische wateren, en leven op verschillende dieptes in de oceaan, van het oppervlak tot aan de diepzee. Van sommige organismen in ijskoude wateren is bekend dat ze aanpassingen hebben in de lipiden van hun celmembraan, zodat deze vloeibaar blijven en celprocessen door kunnen gaan. Onbekend was nog hoe ribkwallen in de diepzee kunnen functioneren, waar de extreme druk lipiden zo ver in elkaar kan drukken dat signalen de cel niet meer in of uit kunnen. De onderzoekers vroegen zich af of de koude-adaptatie wellicht ook een rol speelt bij het overleven van die diepzeedruk.
Kegelvormig
Om daar achter de komen plozen ze de lipidenstructuur van het celmembraan uit van verschillende soorten ribkwallen. Hun celmembraan bestaat doorgaans uit verschillende kegelvormige en cilindervormige lipiden die de cel zowel stabiliteit als flexibiliteit geven. De onderzoekers vergeleken soorten uit de Californische diepzee, met soorten uit oppervlakkige wateren uit de Arctische oceaan die alleen met kou kampten.
‘Het blijkt dat ctenophora een unieke lipidenstructuur hebben ontwikkeld om te compenseren voor de intense druk die afwijkt van de aanpassingen om te compenseren voor intense kou’, zegt laatste onderzoeker Itay Budin in een persbericht. ‘Zo sterk zelfs dat de druk in feite hun celmembraan bij elkaar houdt.’
De vorm van de kegelvormige lipiden in het celmembraan van diepzeeribkwallen blijkt overdreven wijd uit te lopen. De druk in de diepzee compenseert dit, waardoor de lipiden in de diepzee een normale kegelvorm hebben. Worden de dieren naar de oppervlakte gebracht dan keert de overdreven vorm terug en vallen de dieren letterlijk uit elkaar.
Alzheimer
De wijduitlopende lipiden zijn een type fosfolipiden die ook wel plasmalogenen worden genoemd, die ook voorkomen in menselijke hersenen. Afname van de aantallen plasmalogenen in de hersenen gaat vaak gepaard met neurodegeneratieve ziektes zoals alzheimer. ‘Hoewel ik niet verrast was plasmalogenen te vinden, was ik geschokt dat ze wel driekwart uitmaken van de lipidenhoeveelheid in diepzee-ctenophora’, zegt Budin.
De onderzoekers hopen dat de ontdekking leidt tot verder onderzoek naar de rol van plasmalogenen in hersenziektes. ‘Het onderzoek laat zien dat plasmalogenen hele unieke biofysische eigenschappen hebben’, zegt Budin. ‘De vraag is nu of die eigenschappen ook belangrijk zijn voor menselijke cellen.’