[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Ontdekking chromosoom-motortje steunt DNA-lussentrekkers

From: Roy Meijer <R.E.T.Meijer@xxxxxxxxxx>
To: "'pwc-media@xxxxxxxxxxxxx'" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Thu, 7 Sep 2017 18:03:01 +0000

[cid:image001.jpg@01D32814.4E4BE510]Ontdekking chromosoom-motortje steunt
DNA-lussentrekkers
Het is een van de mysteries van de biologie: hoe verdeelt een cel zijn DNA
netjes over twee dochtercellen? Al meer dan 100 jaar is bekend dat DNA in de
normale cel te vergelijken is met een bord spaghetti, een grote kluwen draadjes
door elkaar heen. Als een menselijke cel wil delen moet de cel twee meter DNA
opvouwen in nette pakketjes: chromosomen. Dat opvouwen gebeurt met eiwitten,
condensin genaamd, maar hoe? Wetenschappers zijn over deze vraag in twee kampen
verdeeld<https://www.nature.com/news/dna-s-secret-weapon-against-knots-and-tangles-1.21838>:
een ervan stelt dat die eiwitten als een soort haakjes ergens in de kluwen DNA
vastgrijpen en zo de boel bij elkaar binden. Het andere kamp denkt dat het
ringvormige eiwit het DNA als een nanomotortje naar binnen trekt en zo een lus
vormt. Met een publicatie in Science geven onderzoekers van de TU Delft, EMBL
Heidelberg en Columbia University deze week het ‘lussentrekkers-kamp’ een
krachtige impuls: ze laten zien dat condensin inderdaad het voorspelde
‘motorvermogen’ aan boord heeft.
Condensatie
Het was de beroemde bioloog Walter Flemming die al in 1882 het proces van
‘condensatie’ van DNA voor het eerst tekende. Hij zag door de microscoop hoe
een cel de kluwen DNA keurig organiseert en daarna over twee nieuwe cellen
verdeelt. Hoe dat proces precies verloopt is al ruim honderd jaar een raadsel.
[cid:image002.png@01D32814.4E4BE510]
“Er wordt daar verschillend over gedacht in de celbiologie”, vertelt
nanobioloog en onderzoeksleider Cees Dekker van het Kavli Instituut van de TU
Delft. “De laatste jaren wint de hypothese dat condensin ‘lussen trekt’
terrein, ondersteund door computersimulaties. Het idee is dat het ringvormige
condensin het DNA beetpakt en het als een lus door de ring heen trekt. Dat kan
alleen als dat het eiwit een ‘motortje’ heeft. Een probleem met dit ‘loop
extrusion’ model was dat zo’n motorfunctie tot nu toe nooit was waargenomen. En
ook zou er veel te veel energie nodig zijn om die lussen met kleine stapjes
door de ring te trekken, veel meer dan het brandstofgebruik dat men in de
praktijk waarneemt bij condensin”, stelt prof. Cees Dekker.

Motorfunctie
De onderzoekers laten nu in Science voor het eerst zien dat condensin inderdaad
een motorfunctie heeft: ze legden strengen DNA in de lengte uitgestrekt naast
elkaar en brachten daar condensin-eiwitten op aan, elk voorzien van een
lichtgevende quantumdot om waarneming mogelijk te maken. “We zagen dat
condensin zich inderdaad lineair verplaatst over het DNA. Dat gebeurde alleen
als er brandstof aanwezig was in de vorm van het molecuul ATP, de ‘benzine’
voor alle motorische processen in een cel”, vertelt Jorine Eeftens, promovendus
in Delft en een van de eerste auteurs. “Uit de resultaten volgt ook dat
condensin heel grote stappen maakt over het DNA en daardoor aanzienlijk minder
ATP nodig heeft dan eerder verwacht.” Als tweede stap bevestigden de
onderzoekers geen lichtgevende quantumdot aan het condensin, maar een
strengetje lichtgevend DNA. Ook daarbij zagen ze dezelfde beweging van
condensin. Condensin kan dus het ene stuk DNA verplaatsen ten opzichte van een
ander stuk, passend bij het idee van het vormen van een lus.
“Het precieze onderliggende mechanisme, dus hoe de motor in detail werkt, dat
blijft nog een open vraag, maar deze ontdekking geeft het kamp van de
lussentrekkers wel een enorme boost. Daarnaast hebben we ook laten zien dat het
energiegebruik veel lager kan zijn dan eerder voorspeld werd.”, aldus Cees
Dekker.
Medische relevantie
Het onderzoek is een belangrijke stap in het fundamentele begrip van onze
cellen, maar het is ook voor medisch onderzoek relevant. Problemen met de
eiwitfamilie waar condensin toe behoort, de zogenaamde SMC eiwitten, worden
gerelateerd aan bepaalde erfelijke aandoeningen zoals het Syndroom van Cornelia
de Lange. Omdat condensin cruciaal is bij het organiseren van de chromosomen in
de celdeling, kunnen fouten hierin ook leiden tot kanker. Beter begrip van dit
soort processen is cruciaal voor het opsporen van de moleculaire oorsprong van
ernstige ziektes.
Het onderzoek werd mede mogelijk gemaakt door het NWO Zwaartekrachtprogramma
‘Frontiers of Nanoscience’ (NanoFront).
Noot voor de redactie:

Meer informatie:
Prof. Cees Dekker
c.dekker@xxxxxxxxxx<mailto:c.dekker@xxxxxxxxxx>
+31 (0)15 278 6094
http://ceesdekkerlab.tudelft.nl<http://ceesdekkerlab.tudelft.nl/>

Bijgevoegde artist impression is vrij bruikbaar onder vermelding van: Credit
Tremani/Cees Dekker Lab TU Delft
Article: ‘The condensin complex is a mechanochemical motor that translocates
along DNA’ Science, 7 september 2017

Authors: Tsuyoshi Terakawa1,†, Shveta Bisht2,†, Jorine M. Eeftens3†, Cees
Dekker3*, Christian H. Haering2,*, and Eric C. Greene1,*

Affiliations:
1Department of Biochemistry and Molecular Biophysics, Columbia University, New
York, NY, USA
2Cell Biology and Biophysics Unit, Structural and Computational Unit, European
Molecular Biology Laboratory (EMBL), Heidelberg, Germany
3Department of Bionanoscience, Kavli Institute of Nanoscience Delft, Delft
University of Technology, Delft, the Netherlands

†Equal contribution
*Co-corresponding authors

Attachment: Condensin Credit Tremani and Cees Dekker Lab TU Delft.jpg
Description: Condensin Credit Tremani and Cees Dekker Lab TU Delft.jpg

[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Ontdekking chromosoom-motortje steunt DNA-lussentrekkers

Other related posts: