Cellen vervoeren stoffen razendsnel dankzij een flexibel intern wegenstelsel

Snelwegen die zich automatisch verplaatsen naar de plekken waar de verkeersdrukte het grootst is. Het klinkt onrealistisch, maar in onze lichaamscellen is het de normaalste zaak van de wereld. Daar ligt een netwerk vol buisjes dat zich aanpast aan de transportbehoefte van de cel.

Op deze microscopische foto van een apenniercel staan de buisjes mooi afgebeeld: het zijn de dunne, witte spinnenwebachtige lijntjes. Microtubuli heten ze – nog geen 25 nanometer in doorsnede, zo’n tweeduizend keer dunner dan een haar.

Eiwitten, vetten, maar ook grotere celonderdelen zoals mitochondriën – de cellulaire energiefabriekjes – schieten er overheen (dus niet erdóór), voortgetrokken door moleculaire nanorobotjes.

Is er ergens meer energie nodig? Het buizennetwerk reorganiseert zich in een oogwenk – flexibel als een K’nex-bouwpakket – zodat mitochondriën snel ter plekke kunnen zijn. Heeft de cel haar dna gekopieerd omdat ze gaat delen? Dan binden de buisjes aan dit erfelijk materiaal, zodat eiwitten de dna-kopieën uit elkaar kunnen trekken.

Naast de witte buisjes zien we nóg een multifunctionele celstof op de foto: actine, in de geel-rode kleurschakeringen. Actine-eiwitten zijn de botten van de cel. Ze zorgen dat deze kan bewegen en geven haar vorm en structuur. Dat doen ze zowel aan de buitenkant (de gele stipjes langs de randen) als aan de binnenkant (de dikkere gele strepen). Hoe geler de kleur, hoe meer actine er bij elkaar zit.

Dankzij de witte en geel-rode kleuren kunnen wetenschappers onderzoeken wat de rol is van de buisjes en actine-eiwitten tijdens allerlei processen, bijvoorbeeld als de cel deelt of sterft. Voor het inkleuren gebruiken de onderzoekers namelijk speciale stoffen die alleen aan deze twee specifieke celstructuren blijven plakken – al het andere in de cel blijft zwart.

Dat is maar goed ook, want het beeld ziet er nu al ingewikkeld genoeg uit. En dan zijn dit nog maar twee celstructuren. Iedere cel heeft er duizenden – aan elke daarvan kun je een hele wetenschappelijke carrière wijden.