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
Waterdialoog: 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?
Talkshow “De Nieuwe Utrechtse Arts” tijdens de Utrecht Science Week: hoe ziet de arts van de toekomst eruit?
Hoe ziet de arts van de toekomst eruit? Veranderende inzichten in de zorg, technologische ontwikkelingen zoals AI en nieuwe verwachtingen van patiënten vragen om een vernieuwde geneeskundeopleiding. Daarom vernieuwt het UMC Utrecht het geneeskundecurriculum onder de naam De Nieuwe Utrechtse Arts.
Olympisch kampioen Maarten van der Weijden zwemt nog één keer, nu voor het Máxima
Maarten van der Weijden trekt nog één keer zijn zwempak aan voor kankeronderzoek. Van 17 tot en met 22 augustus zwemt hij maar liefst 270 kilometer langs 22 steden, met het Prinses Máxima Centrum als eindbestemming. Met deze bijzondere tocht haalt hij via zijn stichting geld op voor vooruitstrevend onderzoek naar de directe en late gevolgen van kinderkanker.
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).