Nieuw ontdekt eiwit houdt DNA-reparatiemachine bij elkaar

Tienduizenden schades per dag

DNA-schade hoort bij het leven. Door bijvoorbeeld zonlicht en roken, maar ook door het eigen metabolisme loopt ons erfelijk materiaal continu schade op. Dat loopt op tot tienduizenden beschadigingen per dag, in elke cel. Schade aan het DNA is een probleem voor de cel, want het belemmert bijvoorbeeld het proces waarbij genen worden afgelezen. Als dit zogeheten transcriptieproces niet meer lukt, kunnen geen eiwitten gemaakt worden die cellen nodig hebben om goed te functioneren. Dat kan leiden tot verouderingsziekten. De cel is dus constant bezig om DNA-schade te detecteren en te repareren. Daarvoor heeft de cel verschillende reparatie-eiwitten, die samenwerken in een soort moleculaire machine.

De moleculaire lijm van DNA-reparatie

De onderzoekers ontdekten dat STK19 werkt als een soort moleculaire lijm. Het houdt als ‘een grote verbinder’ de verschillende eiwitten bij elkaar die samen de DNA-reparatiemachine vormen. En het heeft nog een belangrijke rol: het rekruteert weer andere eiwitten die uiteindelijk het beschadigde deel uit het DNA knippen. Samen zorgt dit ervoor dat het afschrijven van genen goed kan blijven verlopen in het geval van DNA-schade.  

Een behoorlijk essentiële speler dus, concludeert ook promovendus Anisha Ramadhin van het Erasmus MC. Zij deed allerlei experimenten met cellen waarin STK19 ontbreekt en zag dat DNA-schade die het transcriptieproces verstoort niet goed werd hersteld. ‘Dit laat zien hoe cruciaal dit eiwit is voor de DNA-reparatie.’ Ze is trots op deze ontdekking: ‘Dit is waar ik voldoening uit haal: dingen oplossen die nog niet bekend waren. Een hypothese opstellen, deelvragen verzinnen en bij elke stap complexere proeven doen. Dit was een leuk puzzeltje om op te lossen.’

 De onderzoekers van het Erasmus MC werkten voor dit onderzoek nauw samen met de onderzoeksgroep van Titia Sixma van het Nederlands Kanker Instituut (NKI), het onderzoeksinstituut van het Antoni van Leeuwenhoek, experts op het gebied van eiwitanalyse. Post-doc Shun-Hsiao Lee van het NKI zag dat het eiwit STK19 ook buiten de cel als lijm fungeert. Shun: “Het is leuk om te zien dat STK19 in onze opstelling samenwerkt met het DNA-reparatiecomplex en een belangrijke rol speelt in de regeling daarvan. Zo kunnen we de werking nog beter onderzoeken.” Met cryogene elektronenmicroscopie, ofwel cryo-EM, werd het DNA-reparatiecomplex driedimensionaal in beeld gebracht (zie video hieronder). Zo konden de onderzoekers zien hoe STK19 in het complex bindt en daarmee een beter idee krijgen van de functie van het eiwit.

Zowel Sixma als Marteijn zijn ook verbonden aan het Oncode Institute.