Untangle DNA
Nat uurkundige Julia Bakx verkreeg met behulp van een geavanceerd optisch pincet nieuwe inzichten in de manier waarop cellen knopen en verdraa iingen in DNA oplossen. Dat proces is essentieel voor gezonde celdeli ng, DNA-reparatie en het voorkomen van fouten in het erfelijk materia al. Zij richtte zich op het menselijke eiwitcomplex Topoisomerase III α samen met de hulpeiwitten RMI1 en RMI2, samen bekend als TRR.
< p>Tijdens processen zoals DNA-replicatie raakt DNA regelmatig in de k noop. Om schade en fouten te voorkomen, moeten deze structuren nauwke urig worden opgelost. Uit het onderzoek blijkt dat TRR enkelstrengs D NA kan doorknippen en daarbij een opening van ongeveer 8,3 nanometer creëert. Opvallend genoeg bleek het eiwitcomplex niet alleen knopen in enkelstrengs DNA te kunnen ontwarren, maar ook structuren met dubb elstrengs DNA. Dat resultaat was onverwacht en biedt nieuwe inzichten in de flexibiliteit van het eiwitmechanisme.Bakx ontdekte daa rnaast dat het proces ook omgekeerd kan verlopen: TRR blijkt in staat om twee DNA-strengen juist om elkaar heen te draaien en zo nieuwe kn open te vormen. Daarmee ontstaat een completer beeld van hoe deze eiw itten de structuur van DNA actief kunnen aanpassen.
Naast de bi ologische ontdekkingen ontwikkelde Bakx ook een nieuwe experimentele methode met vier optische pincetten. Daarmee konden twee DNA-strengen meerdere keren om elkaar heen worden gedraaid zonder dat het DNA aan een oppervlak hoefde te worden vastgemaakt. In eerdere experimenten was zo’n bevestiging altijd noodzakelijk. De nieuwe aanpak maakt he t mogelijk om DNA-eiwitinteracties natuurgetrouwer en nauwkeuriger te bestuderen, vooral bij complexe DNA-structuren.
De resultaten dragen bij aan een beter begrip van fundamentele processen zoals DNA- replicatie en DNA-reparatie. Dat is maatschappelijk relevant, omdat f outen in deze processen kunnen leiden tot genetische aandoeningen en ziektes zoals kanker. De nieuwe methode kan onderzoekers bovendien he lpen om in de toekomst gerichter te onderzoeken hoe eiwitten DNA besc hermen en herstellen, wat uiteindelijk kan bijdragen aan de ontwikkel ing van nieuwe medische behandelingen.
Meer informatie over het proefschrift
DESCRIPTION: Natuurkundige Julia Bakx verkreeg met behulp van een geav anceerd optisch pincet nieuwe inzichten in de manier waarop cellen kn open en verdraaiingen in DNA oplossen. Dat proces is essentieel voor gezonde celdeling, DNA-reparatie en het voorkomen van fouten in het e rfelijk materiaal. Zij richtte zich op het menselijke eiwitcomplex To poisomerase IIIα samen met de hulpeiwitten RMI1 en RMI2, samen beken d als TRR. Tijdens processen zoals DNA-replicatie raakt DNA regelmati g in de knoop. Om schade en fouten te voorkomen, moeten deze structur en nauwkeurig worden opgelost. Uit het onderzoek blijkt dat TRR enkel strengs DNA kan doorknippen en daarbij een opening van ongeveer 8,3 n anometer creëert. Opvallend genoeg bleek het eiwitcomplex niet allee n knopen in enkelstrengs DNA te kunnen ontwarren, maar ook structuren met dubbelstrengs DNA. Dat resultaat was onverwacht en biedt nieuwe inzichten in de flexibiliteit van het eiwitmechanisme. Bakx ontdekte daarnaast dat het proces ook omgekeerd kan verlopen: TRR blijkt in st aat om twee DNA-strengen juist om elkaar heen te draaien en zo nieuwe knopen te vormen. Daarmee ontstaat een completer beeld van hoe deze eiwitten de structuur van DNA actief kunnen aanpassen. Naast de biolo gische ontdekkingen ontwikkelde Bakx ook een nieuwe experimentele met hode met vier optische pincetten. Daarmee konden twee DNA-strengen me erdere keren om elkaar heen worden gedraaid zonder dat het DNA aan ee n oppervlak hoefde te worden vastgemaakt. In eerdere experimenten was zo’n bevestiging altijd noodzakelijk. De nieuwe aanpak maakt het m ogelijk om DNA-eiwitinteracties natuurgetrouwer en nauwkeuriger te be studeren, vooral bij complexe DNA-structuren. De resultaten dragen bi j aan een beter begrip van fundamentele processen zoals DNA-replicati e en DNA-reparatie. Dat is maatschappelijk relevant, omdat fouten in deze processen kunnen leiden tot genetische aandoeningen en ziektes z oals kanker. De nieuwe methode kan onderzoekers bovendien helpen om i n de toekomst gerichter te onderzoeken hoe eiwitten DNA beschermen en herstellen, wat uiteindelijk kan bijdragen aan de ontwikkeling van n ieuwe medische behandelingen. Meer informatie over het proefschri ft Untangle DNA END:VEVENT END:VCALENDAR