Hoe kunnen eencelligen perfecte beslissingen maken, terwijl ze blind zijn voor hun omgeving?

12-06-2019

11.45

Aula

Predicting Optimal Strategies for Microbial Metabolic Pathways

G.B. Overal

prof.dr. J. Hulshof, copromotor dr. R. Planqué

Faculteit der Bètawetenschappen

Exacte wetenschappen

Promotie

Wiskundige Gosse Overal verdiepte zich in de vraag hoe het kan dat eencelligen optimaal beslissingen kunnen maken.

Zijn proefschrift is ontstaan uit de observatie dat wiskundige modellen van metabolisme vaak te weinig details bevatten om de echte biologische vraagstukken te kunnen beantwoorden. Bijvoorbeeld de vraag hoe een cel een goede verdeling maakt van de capaciteit voor de productie van nieuwe katalyserende enzymen (stofjes die de chemische reacties versnellen). Het is duidelijk dat eencelligen dit goed kunnen, maar hoe ze die keuze maken en waarom die strategie werkt is lastig te bevatten.

Toch is het Gosse Overal en zijn collega’s gelukt om dat niet alleen te beschrijven, maar ook wiskundig aan te tonen dat de voorgestelde strategie werkt. Om een indruk te geven: een cel kan vaak niet zien hoeveel van een bepaalde voedingsstof aanwezig is in de omgeving, maar deze informatie is toch te verkrijgen door te kijken naar het effect dat deze voeding heeft op de balans van stoffen binnen de cel. Op basis hiervan de verdeling van de genoemde capaciteit aanpassen, verandert ook weer de balans van stoffen in de cel, maar is toch een goede strategie.

Door Overals onderzoek is er een sterk argument om de genoemde strategie te accepteren als verklaring voor het geobserveerde ‘optimaal-beslissen’ door eencelligen. Door dit begrip is beter onderzoek mogelijk in toepassingen met eencelligen, bijvoorbeeld het optimaliseren van de productie van medicijnen en biobrandstof.

Meer informatie over het proefschrift in DARE