Ideeën over eiwitverpakking van DNA op zijn kop gezet

Met ChromStretch lukt het om chromatine op individueel moleculair niveau zichtbaar te maken

Sommige stukken menselijk DNA zitten strak ingepakt in een jasje van eiwitten. Bedoeld om genen uit te schakelen, was het heersende idee in de wetenschap. Rotterdamse onderzoekers brengen nu in Nature Cell Biology een nieuwe functie van de eiwitverpakking aan het licht. ‘Dit is groots.’

Al een decennium bestudeert dr. Nitika Taneja chromatine: de eiwitverpakking van ons DNA. Pas vijf jaar na het starten van haar eigen lab in het Erasmus MC weet ze het veld al flink op te schudden. Wetenschappers wereldwijd waren het er namelijk over eens: de functie van een bepaald type chromatine genaamd heterochromatine is om genen strak in te pakken en ze daarmee uit te schakelen. In het tijdschrift Nature Cell Biology presenteren Taneja en haar team nu een reeks experimenten die dit idee over heterochromatine op zijn kop zetten.

De Rotterdamse wetenschappers ontdekten dat heterochromatine ook werkt als een beschermingslaag tijdens het verdubbelen van het DNA voorafgaand aan celdeling. Die verdubbeling heet DNA-replicatie.

Replicatiestress
Specifiek wordt heterochromatine gevormd als de replicatie stilvalt, bijvoorbeeld als er even niet genoeg bouwstenen zijn om nieuwe DNA-strengen te maken, zo ontdekten Taneja en haar collega’s. Wetenschappers noemen dit replicatiestress. ‘De strakke heterochromatine-verpakking werkt als een beschermende laag die voorkomt dat het DNA beschadigd raakt’, legt Taneja uit. Zodra de replicatiestress wegvalt en het kopieerproces weer verder kan, wordt de verpakking verwijderd.

Deze nieuwe functie van heterochromatine is belangrijk. Het is nieuwe fundamentele kennis over hoe het menselijk lichaam werkt en kan mogelijk een rol spelen bij kankerbehandelingen. Taneja en collega’s zagen namelijk ook dat kankercellen die meer heterochromatine hebben, minder gevoelig zijn voor bepaalde vormen van chemotherapie.

Kanker
‘Chemotherapie werkt door DNA-replicatie te remmen. Dat lukt slecht als het verdubbelende DNA beschermd wordt door een heterochromatine-verpakking’, legt Taneja uit. ‘Nu we weten hoe heterochromatine op het DNA wordt gevormd tijdens replicatiestress en weer wordt afgebroken, zien we kansen om heterochromatine te verwijderen in kankercellen en ze daardoor weer gevoelig te maken voor chemotherapie’, aldus Taneja. Uit eerste experimenten blijkt inderdaad dat dit zo werkt.

Voor haarzelf en haar internationale vakgenoten is de ontdekking van de nieuwe functie van chromatine een eye-opener, vertelt Taneja. Een van de boegbeelden in haar vakgebied, prof. Susan Gasser, schreef er zelfs een artikel over in Nature Cell Biology. Taneja: ‘Dit is echt groots. Ik verwacht dat de komende jaren nog meer bekend zal worden over heterochromatine als een beschermende laag voor DNA.’

ChromStretch
Om chromatine zichtbaar te maken, gebruikten Taneja en haar team een techniek die ze zelf ontwikkelden en patenteerden. Met ChromStretch lukt het om chromatine op individueel moleculair niveau zichtbaar te maken.

Bron: Erasmus MC

Tags bij dit artikel:

• DNA
• Chemotherapie
• Erasmus MC
• kankercellen
• moleculair
• DNA-replicatie
• eiwitverpakking