Onderzoek Hubrecht Institute naar DNA-herstel: een kijkje in het ‘repair café’ van de cel
Nieuw onderzoek van de Kind Groep van het Hubrecht Institute biedt inzicht in hoe cellen beschadigd DNA herstellen. Voor het eerst is de activiteit van reparatie-eiwitten in individuele menselijke cellen in kaart gebracht. De studie laat zien hoe zulke eiwitten samenwerken in zogeheten ‘hubs’ om DNA-schade te repareren. Deze kennis biedt aanknopingspunten voor het verbeteren van kankertherapieën en andere behandelingen waarbij DNA-herstel essentieel is.
De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in Nature Communications op 21 november.
DNA is het molecuul dat onze genetische informatie bevat. Het kan beschadigd raken door normale processen in de cel, maar ook door externe factoren zoals UV-straling en chemische stoffen. Zulke schade kan leiden tot breuken in de DNA streng. Als DNA-schade niet goed wordt hersteld, kunnen mutaties ontstaan die mogelijk leiden tot ziektes zoals kanker. Cellen hebben reparatiesystemen om dergelijke schade te herstellen, met behulp van herstel-eiwitten die de beschadigde gebieden lokaliseren en zich eraan binden.
Inzoomen op individuele cellen
Het lichaam kent allerlei mechanismen om schade te repareren, maar dit proces werkt anders in elke cel. Daarom is het belangrijk om DNA-herstel in afzonderlijke cellen te onderzoeken. “Het vinden van breuken in DNA is een enorme uitdaging”, vertelt co-eerste auteur Kim de Luca. “Niemand weet precies waar de schade optreedt of waarom sommige plekken moeilijker te repareren zijn. Onze aanpak hielp ons deze vragen te beantwoorden.”
Met geavanceerde technieken konden de onderzoekers in kaart brengen waar herstel-eiwitten zich aan het DNA hechten. “Eerdere studies keken naar een gemiddeld beeld van meerdere cellen”, legt De Luca uit. “Maar door individuele cellen te bestuderen, ontdekten we unieke en soms zeldzame manieren waarop DNA-schade wordt gerepareerd.”
Een ‘DNA repair café’
De resultaten brachten ook aan het licht dat DNA hersteld kan worden door samenwerking tussen herstel-eiwitten. Die organiseren zich dan in zogeheten ‘hubs’, waar meerdere beschadigde DNA-regio’s samenkomen. Deze hubs zijn te vergelijken met ‘repair cafés’: ontmoetingsplaatsen waar mensen samenkomen om iets te repareren. “Zo’n centrale plek maakt het proces efficiënter,” vertelt De Luca. “Een hub bestaat soms wel uit zes verschillende breuken die op een gecoördineerde manier hersteld worden”.
Efficiëntere behandelingen
De resultaten van dit onderzoek kunnen bijdragen aan betere behandelingen voor ziekten waarbij DNA-schade een rol speelt, zoals kanker en genetische aandoeningen. Door meer te leren over hoe cellen DNA-breuken repareren, kunnen onderzoekers inspelen op specifieke DNA-herstelmechanismen. “Met precieze kennis van DNA-reparatie ontstaat de mogelijkheid om nieuwe behandelingen te ontwerpen die effectiever en minder schadelijk zijn”, zegt De Luca.
Publicatie
Genome-wide profiling of DNA repair proteins in single cells. Kim L. de Luca*#, Pim M. J. Rullens*, Magdalena A. Karpinska, Sandra S. de Vries, Agnieszka Gacek-Matthews, Lőrinc S. Pongor, Gaëlle Legube, Joanna W. Jachowicz, A. Marieke Oudelaar, Jop Kind#
* Co-first authors
# Co-corresponding authors
Utrecht Science Week: René van Westen over een kouder Nederland in een warmere wereld
De aarde warmt op, maar toch kan Nederland in de toekomst te maken krijgen met veel koudere winters. Dat klinkt tegenstrijdig. De verklaring ligt in de Atlantische Oceaancirculatie, een groot systeem van oceaanstromingen dat warmte en zout door de Atlantische Oceaan transporteert. Deze circulatie speelt een belangrijke rol in het milde klimaat dat we in Nederland gewend zijn.
Utrecht Science Week: Diergeneeskunde van de toekomst vraagt om nieuwe vormen van samenwerken
De diergeneeskunde verandert in hoog tempo. Nieuwe technologie en AI doen hun intrede, vraagstukken rond diergezondheid en dierenwelzijn worden complexer en de arbeidsmarkt staat onder druk. Tegelijkertijd groeit de behoefte aan professionals die niet alleen beschikken over actuele vakkennis, maar zich gedurende hun hele loopbaan kunnen blijven ontwikkelen en samenwerken over disciplines heen.
Interview met Michiel van der Stelt: Waterdialoog tijdens de Utrecht Science Week: duik in de toekomst van ons water
Water raakt alles: van onze gezondheid en natuur tot de inrichting van onze steden en economie. Maar hoe zorgen we ervoor dat ons watersysteem ook in de toekomst bestand is tegen klimaatverandering en andere uitdagingen?
Opening Utrecht Science Week met keynote door Juliette Legler over de verborgen invloed van milieuchemicaliën
Op vrijdag 25 september barst het jaarlijkse wetenschapsfestival ‘Utrecht Science Week’ weer los op het Utrecht Science Park. We zijn verheugd aan te kondigen dat dit jaar Prof. dr. ir. Juliette Legler de Utrecht Science Lezing zal verzorgen. Juliette Legler is hoogleraar Toxicologie aan de Universiteit Utrecht bij Diergeneeskunde en geeft leiding aan de ‘One Health Toxicology’ groep van het Institute for Risk Assessment Sciences (IRAS).