Replicatiemachine

Nieuwe regisseur ontdekt bij DNA-kopieerproces

Als een lichaamscel wil delen, moet het DNA letter voor letter worden gekopieerd. Een delicaat proces, want de juiste genetische code is de basis voor het goed functioneren van de nieuwe cel. Onderzoekers van het Erasmus MC Kanker Instituut ontdekten een nieuw mechanisme dat werkt als een soort regisseur bij het DNA-kopieerproces.

Deel
1 likes
Leestijd 3 min
Nitika-Taneja-Calvin-Shun-Yu-Lo

De vondst van een nieuwe toezichthouder op het proces van DNA-verdubbeling, ook wel replicatie genoemd, komt uit het laboratorium van dr. Nitika Taneja van de afdeling Moleculaire Genetica. Haar groep onderzoekt de moleculaire DNA-kopieermachine van gezonde cellen en kankercellen.

Vorken

Recent ontdekten ze een compleet nieuw onderdeel van de kopieermachine, schrijven Taneja en haar collega’s in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances. Een eiwit met de codenaam SMARCAD1 blijkt ervoor te zorgen het DNA-kopieerproces ordentelijk verloopt. In meer detail: SMARCAD1 regelt dat zogeheten replicatievorken ongehinderd hun werk kunnen doen. Replicatievorken zijn de twee losgewrikte strengen van de DNA-helix die worden gebruikt als template voor de nieuwe kopie. Het soepel lopen van de replicatievorken is belangrijk, want als ze blijven hangen kan schade in het DNA ontstaan. En die schade kan weer leiden tot kanker.

Als DNA wordt verdubbeld ontstaat een replicatievork. Replicatievorken zijn de twee losgewrikte strengen van de DNA-helix die worden gebruikt als template voor de nieuwe kopie.

DNA-breuken

De onderzoekers kenden SMARCAD1 al van zijn rol bij het repareren van DNA-schade, zoals breuken. Maar nu blijkt het dus nog een compleet andere rol te vervullen. Taneja: ‘We ontdekten dat nadat promovendus Calvin Shun Yu Lo een versie van SMARCAD1 maakte die nog wel breuken kan repareren, maar niet meer kan helpen bij het replicatieproces. Dit blijken echt twee compleet gescheiden rollen van SMARCAD1 te zijn. Zijn rol in het replicatieproces lijkt zelfs belangrijker, omdat SMARCAD1 in die rol DNA-breuken door defecte replicatievorken voorkomt.’

Nitika Taneja (l) en Calvin Shun Yu Lo (r) gebruikten een speciale microscoop en bijbehorende software, aangeschaft via het Nefkens Cancer Program, om cellen geheel automatisch en ‘onbevooroordeeld’ in beeld te brengen en te analyseren. Fotografie: Esther Morren.

De studie ontrafelt ook de cruciale rol van SMARCAD1 bij het DNA-replicatieproces van tumorcellen. Specifiek keken de onderzoekers naar tumorcellen met een mutatie in het BRCA1-gen. BRCA1 staat bekend als een borstkankergen, maar speelt ook een rol bij DNA-replicatie. In tegenstelling tot SMARCAD1 bemoeit het BRCA1-eiwit zich niet met lopende replicatievorken, maar met vastgelopen vorken. Taneja: ‘Deze processen zijn gescheiden, maar wel met elkaar gelinkt. Bij tumoren waarin BRCA niet meer werkt, blijkt de rol van SMARCAD1 bij replicatievorken essentieel bij het overleven van tumorcellen.’

Chemotherapie

Ook al zijn dit fundamentele bevindingen, ze kunnen klinisch relevant zijn, voegt Taneja toe. ‘BRCA-gemuteerde kankercellen kunnen resistent worden tegen reguliere chemotherapie. Onze studie laat zien dat SMARCAD1 een potentieel therapeutisch doelwit is voor de behandeling van tumoren die niet reageren op chemotherapie.’

Lees ook