Onderwijs

Nieuwe inzichten in DNA-reparatie

Duizenden keren per dag breken DNA-moleculen in je lichaam. De groep bionanoscience van prof.dr. Cees Dekker heeft aangetoond hoe we de losse eindjes weer aan elkaar kunnen knopen.


Twee DNA-moleculen die langs elkaar schuren op zoek naar elkaars evenbeeld; het plaatje bij het persbericht van de onderzoeksgroep van Dekker illustreert een belangrijke stap tijdens de reparatie van DNA. Als er een breuk in een DNA-streng optreedt, en dat gebeurt regelmatig per ongeluk, dan gaat het losse uiteinde op zoek naar eenzelfde DNA-sequentie en gebruikt deze als sjabloon voor de reparatie.

De onderzoekers bootsten dit proces na in het lab om te achterhalen hoe de DNA-strengen ‘weten’ waar ze aan elkaar moeten koppelen om het reparatiemechanisme in gang te zetten. Dat vergde indrukwekkende technische hoogstandjes. Met magnetische en optische pincetten trokken de onderzoekers de moleculen langs elkaar heen en maten ze tegelijkertijd de krachten waarmee de moleculen tot elkaar werden aangetrokken. Vorige week publiceerden ze hun bevinden online in Molecular Cell. De eerste auteur is dr. Iwijn de Vlaminck, een postdoc die inmiddels verbonden is aan Stanford University.


“De grove schets van het reparatie-mechanisme was al een tijdje bekend”, zegt Dekker. “Maar wij hebben nu voor het eerst kunnen zien wat er precies gebeurt als beide moleculen elkaar treffen.”

Lange tijd werd gedacht dat het afgebroken stuk DNA actief op zoek ging naar een reparatiesjabloon. Hiervoor zou het gebruikmaken van het zogenaamde RecA-eiwit, een eiwit dat een lang filament (draad) vormt aan het afgebroken stuk DNA. Dat filament zou de omgeving afspeuren naar het juiste template-DNA. Dekker: “Wij tonen echter aan dat de juiste match ontstaat door random botsingen. Dat gebeurt binnen een minuut of vijf. En dat in die enorme oceaan met miljarden DNA-fragmenten. Het is echt opmerkelijk.”


De technologie die de onderzoekers ontwikkelden, maakte het ook mogelijk om de DNA-helix wat te ontrollen. De mate waarin de moleculen in de helix waren opgewonden, bleek ook van grote invloed op het herkenningsproces.

“Het is een bijzonder interessante paper met adembenemende technische hoogstandjes”, zegt ook DNA-reparatie-expert prof. Jan Hoeijmakers van de Erasmus Universiteit Rotterdam, die niet bij het onderzoek betrokken was. ”Het levert inzicht op nanoniveau in de belangrijkste stap van homologe DNA-recombinatie.”

Aangezien de homologe recombinatie van DNA ook plaatsvindt tijdens de vorming van geslachtscellen levert het onderzoek volgens Hoeijmakers “ook inzicht in het ontstaan van genetische diversiteit.”

Dekker wil de experimenten nu voortzetten in levende (bacterie)cellen.

 

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.