Vroege werkenEdit
Het eerste spiereiwit dat werd ontdekt was myosine door een Duitse wetenschapper Willy Kühne, die het in 1864 extraheerde en een naam gaf. In 1939 ontdekte een Russisch echtpaar, Vladimir Alexandrovich Engelhardt en Militsa Nikolaevna Lyubimova, dat myosine een enzymatische (ATPase genaamd) eigenschap had die ATP kan afbreken om energie vrij te maken. Albert Szent-Györgyi, een Hongaarse fysioloog, richtte zijn aandacht op spierfysiologie nadat hij in 1937 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde had gewonnen voor zijn werk aan vitamine C en fumaarzuur. Hij toonde in 1942 aan dat ATP de energiebron was voor het samentrekken van spieren. Hij nam daadwerkelijk waar dat spiervezels met myosine B verkortten in aanwezigheid van ATP, maar niet met myosine A, de ervaring die hij later omschreef als “misschien wel het meest opwindende moment van mijn leven”. Met Brunó Ferenc Straub ontdekte hij al snel dat myosine B geassocieerd was met een ander eiwit, dat zij actine noemden, terwijl myosine A dat niet was. Straub zuiverde actine in 1942, en Szent-Györgyi zuiverde myosine A in 1943. Het werd duidelijk dat myosine B een combinatie was van myosine A en actine, zodat myosine A de oorspronkelijke naam behield, terwijl ze myosine B omdoopten tot actomyosine. Tegen het einde van de jaren 1940 had Szent-Györgyi’s team met bewijzen gestaafd dat de samentrekking van actomyosine gelijk was aan de samentrekking van de spieren in hun geheel. Maar dit idee stuitte op algemene tegenstand, zelfs van Nobelprijswinnaars als Otto Fritz Meyerhof en Archibald Hill, die vasthielden aan het heersende dogma dat myosine een structureel eiwit was en geen functioneel enzym. In een van zijn laatste bijdragen aan het spieronderzoek toonde Szent-Györgyi echter aan dat actomyosine, aangedreven door ATP, het basisprincipe van spiercontractie was.
OriginEdit
Tegen de tijd dat Hugh Huxley in 1952 promoveerde aan de Universiteit van Cambridge op zijn onderzoek naar de structuur van spieren, had Szent-Györgyi zijn carrière verlegd naar kankeronderzoek. Huxley ging in september 1952 met een postdoctorale beurs naar het laboratorium van Francis O. Schmitt aan het Massachusetts Institute of Technology, waar hij in januari 1953 gezelschap kreeg van een andere Engelse post-doctorale beurs Jean Hanson. Hanson was in 1951 gepromoveerd aan het King’s College in Londen op het gebied van spierstructuur. Huxley had met behulp van röntgendiffractie gespeculeerd dat spiereiwitten, met name myosine, gestructureerde filamenten vormen die de sarcomeren (een segment van een spiervezel) doen ontstaan. Hun voornaamste doel was elektronenmicroscopie te gebruiken om de details van die filamenten te bestuderen zoals nog nooit eerder was gedaan. Al snel ontdekten en bevestigden zij de filamentaire aard van spiereiwitten. Myosine en actine vormen overlappende filamenten, waarbij de myosinefilamenten hoofdzakelijk de A-band (het donkere gebied van een sarcomeer) vormen, terwijl de actinefilamenten zowel de A- als de I-band (het lichte gebied) doorkruisen. Huxley was de eerste die in 1953 de glijdende filamenttheorie voorstelde:
“… f men stelt dat het uitrekken van de spier plaatsvindt, niet door een verlenging van de filamenten, maar door een proces waarbij de twee sets filamenten langs elkaar heen glijden; de rekbaarheid zal dan worden geremd als de myosine en actine aan elkaar worden gekoppeld.”
Later, in 1996, betreurde Huxley dat hij Hanson had moeten betrekken bij de formulering van zijn theorie, omdat deze gebaseerd was op hun gezamenlijke werk.
Andrew Huxley, die Alan Hodgkin omschreef als “tovenaar met wetenschappelijke apparatuur”, had in 1949 net het mechanisme van de zenuwimpuls (actiepotentiaal) overdracht ontdekt (waarvoor hij en Hodgkin later in 1963 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde wonnen) met behulp van zijn eigen ontwerp van een spanningsklem, en was op zoek naar een medewerker die de spiervezels goed kon ontleden. Op aanbeveling van een goede vriend, Robert Stämpfli, kwam de Duitse arts Rolf Niedergerke in 1952 bij hem werken aan de Universiteit van Cambridge. Tegen die tijd realiseerde hij zich dat de conventioneel gebruikte fasecontrastmicroscoop niet geschikt was voor fijne structuren van spiervezels, en daarom ontwikkelde hij zijn eigen interferentiemicroscoop. Tussen maart 1953 en januari 1954 voerden zij hun onderzoek uit. Huxley herinnerde zich dat in die tijd de enige persoon die vóór 1953 ooit aan glijdende filamenten had gedacht, Dorothy Hodgkin was (de latere winnares van de Nobelprijs voor scheikunde in 1964). Hij bracht de zomer van 1953 door in het Marine Biological Laboratory in Woods Hole, Massachusetts, om daar de elektronenmicroscoop te gebruiken. Daar ontmoette hij Hugh Huxley en Hanson met wie hij gegevens en informatie over hun werk deelde. Ze gingen uit elkaar met de afspraak dat ze contact zouden houden, en wanneer hun doel bereikt zou zijn, ze samen zouden publiceren, als ze ooit “tot soortgelijke conclusies zouden komen”.