Greg Hura bij de ALS SIBYLS-stralenbundel waarmee de preparaten zijn ‘bekeken’ (foto: Lawrence-Berkeley-lab)
DNA, het erfgoed van een soort, wordt vele malen gekopieerd gedurende het leven van een inidividu. Bij dat kopiëren gaat er wel eens wat mis. Een klein eiwit, MutS genaamd, (van Mutator S) controleert of het genoom in orde is, zowel bij micro-organismen als bij de hogere diersoorten. Een onderzoeksgroep van het Lawrence Berkeley-lab van het Amerikaanse ministerie van defensie is er in geslaagd zicht te krijgen op het doen en laten van MutS met behulp van een nieuwe techniek, die gebruik maakt van een röntgenverstrooiingstechniek: SAXS.
De onderzoekers gebruikten gouden nanodeeltjes op het DNA om waarnemingen met SAXS mogelijk te maken. Door die gouddeeltjes konden ze volgen wat het reparatie-eiwit precies doet. De techniek heeft echter ook een bredere toepassing, denken de onderzoekers. “Die maakt het ons mogelijk het bewerken van DNA door samenwerkende enzymen te onderzoeken”, zegt onderzoeker Greg Hura. “Er is altijd gedacht dat DNA passief is in de wisselwerking met eiwitten, maar eiwitten maken gebruik van de DNA-structuureigenschapen, zoals stijfheid”, zegt zijn collega John Tainer. “Dat komt eigenlijk doordat we geen goede middelen hadden om dat te onderzoeken in meerfasige processen.” Doordat röntgenstralen vooral worden weerkaatst door elektronen, geeft het gebruik van gouddeeltjes een uitzonderlijk hoog contrast in vergelijking met biomoleculen, stelt Tainer. “Dat is belangrijk omdat we daardoor bepaalde biomoleculen in complexe reacties kunnen volgen en zo kunnen zien hoe veranderingen in vorm en samenstelling het eindresultaat bepalen.”
De onderzoekers konden in hun studie het kralen-aan-een-draad-model van de DNA-reparatie volgen, waarbij de MutS-eiwitten de kralen zijn en het DNA de draad. In oplossing bindt MutS aan het foute stukje DNA door het te buigen. ATP-enzymen komen daar op af en snijden het verkeerde stuk er uit. MutS trekt de boel recht en gaat door met het speuren naar fouten. Hura: “We weten nu ook waar we naar moeten zoeken bij kankerveroorzakende mutaties van MutS.”
Bron: Eurekalert