Elke cel van ons lichaam bevat ongeveer twee meter aan DNA

Onderzoekers van de afdeling Humane Genetica van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) hebben nieuwe eiwitten geïdentificeerd die betrokken zijn bij het repareren van DNA-beschadigingen door het openen en sluiten van chromatine, het verpakkingsmateriaal van DNA, te regelen. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature Communications.

Elke cel van ons lichaam bevat ongeveer twee meter aan DNA. Dit DNA is strak verpakt met eiwitten in een structuur die chromatine wordt genoemd. Ondanks dat het verpakt is, is chromatine voldoende flexibel om op DNA-gebaseerde processen, zoals het herstellen van DNA-beschadigingen, goed te laten verlopen.

Chromatine dynamiek
Het lab van Haico van Attikum, hoogleraar Chromatine en DNA-herstel, werkt al jaren aan het doorgronden van hoe beschadigd DNA wordt gerepareerd in chromatine. "Ons DNA raakt dagelijks beschadigd. Dubbelstrengs DNA-breuken behoren tot de meest schadelijke vormen van DNA-beschadiging, die, als ze niet of verkeerd worden gerepareerd, kunnen leiden tot genoominstabiliteit en ziektes zoals kanker", legt Van Attikum uit. 

"Om DNA-breuken te herstellen, moet het chromatine op de een of andere manier opengaan, zodat reparatie-eiwitten toegang krijgen tot de breuk en hun werk kunnen doen. Nadat het herstelproces is voltooid, moet het chromatine weer worden gesloten". Hoe deze dynamische veranderingen in chromatine tijdens de DNA-reparatie worden geregeld, is grotendeels onbekend.

Tegengestelde activiteiten
Magda Rother, senior onderzoeker in het team van Van Attikum, heeft het Chromodomain Helicase DNA Binding Protein 7 (CHD7) geïdentificeerd als een nieuw eiwit dat betrokken is bij de reparatie van dubbelstrengs DNA-breuken. "We ontdekten dat CHD7 wordt aangetrokken wanneer er een dubbelstrengsbreuk optreedt. Vervolgens opent het lokaal het chromatine om hersteleiwitten aan te trekken. Kort na de reparatie helpt CHD7 ook om het chromatine te sluiten", zegt Rother.

Van Attikum: "We waren verbaasd dat CHD7 betrokken is bij schijnbaar tegengestelde activiteiten, namelijk het openen en sluiten van chromatine." Deze puzzel werd echter opgelost door aan te tonen dat CHD7 chromatine opent door zijn enzymatische activiteit, terwijl het andere enzymen aantrekt die het chromatine chemisch aanpassen om het te sluiten.   

CHARGE-syndroom
CHD7 is vaak gemuteerd bij patiënten met het CHARGE-syndroom. "We willen weten of bepaalde klinische verschijnselen, met name de immunodeficiëntie, die met dit syndroom samenhangen, verklaard kunnen worden door het verlies van CHD7-afhankelijke herstelactiviteiten”, aldus Van Attikum.

Lees het hele artikel in Nature Communications