DNA-onderzoeker Judith Haarhuis wint Antoni van Leeuwenhoek Prijs 2017

Het Antoni van Leeuwenhoek reikt deze prijs jaarlijks in januari uit aan zijn meest talentvolle jonge wetenschapper van het jaar ervoor. De prijs bedraagt 6000 euro, te besteden aan nieuw onderzoek.

Onderzeeër

Het liefst zou Judith Haarhuis inschepen in een microscopisch kleine onderzeeër en op ontdekkingsreis gaan in een menselijke cel. Ze laat zich dan niet laten afleiden door al het wonderbaarlijks dat ze tegenkomt, maar zet resoluut koers naar de celkern. Want in dat bolletje van een paar duizendste millimeter doorsnee zit twee meter DNA opgevouwen. Hoe kan dat, wil ze weten. En wat betekent het voor ons lichaam en ons leven?

'Het zou helemaal fantastisch zijn als ik dan onze eigen spannende  experimenten met het blote oog zou kunnen volgen', zegt Haarhuis.

Met die experimenten hebben zij en haar collega's van het Antoni van Leeuwenhoek Netherlands Cancer Institute al een aantal belangrijke nieuwe dingen ontdekt over de manier waarop die twee meter DNA zit opgevouwen.

Lussen met een ringetje erom

DNA wordt opgevouwen in kleine lussen die groter gemaakt kunnen worden. Die flexibiliteit is van groot belang voor de regulatie van genen. Haarhuis heeft voor het eerst experimenteel aangetoond dat die lussen groter worden gemaakt door een klein ringetje onderaan de lus. 'Zoals zo'n knijpertje dat doet met het touwtje van een capuchon'.

Dat ringetje is een eiwitcomplex dat - toepasselijk -  cohesin heet. Het speelt een cruciale rol in het vouwen van DNA en vormt de kern van Haarhuis' onderzoek. Met haar ontdekking dat cohesin de lengte van de lussen reguleert bevestigde ze een hypothese die al in 2001 werd geopperd maar nog nooit was bewezen.

Slotje

Cohesin werkt als een hangslotje dat maar op één plek open en dicht kan. Een belangrijke rol wordt hierbij gespeeld door een eiwit genaamd WAPL dat het slotje kan openen. De ontdekking gaf de onderzoekers veel nieuwe speelruimte want nu konden ze WAPL uitschakelen en kijken wat er gebeurt met de lussen van het DNA. Ze zagen: er gebeurt veel.

'Als je WAPL weghaalt, worden de lussen in het DNA veel groter, en die lussen blijven ook nog eens heel lang bestaan', zegt Haarhuis. 'Je krijgt dan veel lange lussen en DNA-slierten die rigide zijn. Ze kunnen geen nieuwe bewegingen maken over lange afstanden. Dat is dramatisch, want daardoor wordt de genregulatie ernstig ingeperkt.'

Wat de onderzoekers nog niet weten, is hóe het mechanisme van WAPL precies werkt. Haarhuis: 'WAPL heeft in elk geval geen enzymatische werking. Het is waarschijnlijk een soort chemische binding maar we weten nog niet welke.'

Celdeling

Ook voor de celdeling is cohesin van groot belang. Chromosomen nemen vlak voordat ze in twee identieke exemplaren splitsen - voor elke dochtercel één - hun typerende X-vorm aan. Die X wordt in het kruispunt stevig bij elkaar gehouden door een paar laatste cohesin-ringen. Rond de armen is cohesin dan al verdwenen. Haarhuis ontdekte hoe belangrijk die fase van de X-vorm is. Haarhuis: ' Haal je WAPL weg, dan worden er geen mooie X-vormige chromosomen gevormd, of ze komen in de verkeerde dochtercel terecht. Met allerlei nare gevolgen, waaronder mogelijk het ontstaan van kanker.'

Spraakmakende wetenschappelijke publicaties

Judith Haarhuis heeft in haar korte carrière al een track record opgebouwd van spraakmakende wetenschappelijke publicaties. Onderzoeksleider Benjamin Rowland, die haar voordroeg voor de prijs, noemt haar een briljant denker en uitzonderlijk getalenteerd experimenteel onderzoeker. Hij  roemt haar creativiteit, doorzettingsvermogen en aanstekelijke enthousiasme.

'Een te grote eer', reageert ze. 'Dit is echt groepswerk. Onze onderzoeksgroep en de andere groepen in het AVL waarmee we dit onderzoek doen zijn gewoon geweldig.'

Over Judith Haarhuis

Judith Haarhuis studeerde biomedische wetenschappen aan de Universiteit Utrecht en deed daar het masterprogramma Cancer Genomics and Developmental Biology. Haar promotieonderzoek deed ze, na een stage in de VS, in het Antoni van Leeuwenhoek in de onderzoeksgroep van Benjamin Rowland. Na haar promotie aan de Universiteit Utrecht, met René Medema als promotor,  gaat ze nu verder als postdoc in de groep van Rowland.

De groep van Benjamin Rowland