Als het DNA door wat voor een oorzaak dan ook beschadigd raakt, dan zijn er diverse mechanismes die die schade herstellen. In een van de mechanismes speelt het eiwit XPG een belangrijke rol. Onderzoeksters zagen dat mede door dat eiwit eerst de plaats van de schade werd aangegeven waarna er nog meer DNA vernield werd alvorens de schade te herstellen.
“XPG zette een streepje bij de schade op het DNA, de plaats waar de waterstofbruggen tussen de basen was verbroken, waarna het de streng ombuigt op die plek en zo nog een heleboel andere waterstofbruggen verbreekt”, zegt Susan Tsutakawa van het Lawrence Berkeleylab. “Die buigactiviteit komt nog eens bovenop een indrukwekkend arsenaal van XPG. Dat werd eerst gezien als knipenzym dat de basen wegknipt die zijn beschadigd door chemicaliën of uv-straling.” Ondanks dat sloopwerk zien de onderzoekers XPG toch meer als beeldhouwer dan als opruimer.
“Opmerkelijk is dat de flexibele delen van het eiwit, die we nooit eerder hebben kunnen onderzoeken, het vermogen hebben diverse vormen van schade te onderscheiden”, zegt medeonderzoekster Priscilla Cooper. “Vervolgens gebruikt XPG zijn beeldhouwkunst om het DNA zo te buigen dat andere eiwitten in staat zijn de schade te repareren.”

Hoewel nog lang niet alles van wat dat eiwit in het menselijk lichaam bekend is, is wel duidelijk dat het essentieel is voor de menselijke gezondheid gezien de kwalijke gevolgen van het disfunctioneren van XPG.

Röntgenkristallografie

Tsutakawa en haar medeonderzoeksters waren al lang geïntrigeerd door de veelzijdigheid van het eiwit. Tot nu toe waren ze nog niet goed in staat waar te nemen wat dat eiwit zoal doet en hoe. Er is daarbij veel gesleuteld aan de onderzoeksmethoden en -technologie. Zo maakten ze gebruik van röntgenkristallografie om te kunnen volgen hoe het eiwit zich beweegt. Het eiwit heeft een katalytische kern die maar een kwart van het hele eiwit inneemt. De rest bestaat uit ‘armen en been’ zonder vaste vorm.

Om te kunnen waarnemen hoe XPG bindt aan het DNA maakten de onderzoeksters gebruik van Jack Griffith, een pionier op het gebied van de draaiende-schaduwelektronenmicroscoop (wat dat dan ook moge wezen) bij het kankercentrum van de universiteit van Noord-Carolina. Griffith: “De mogelijkheid om afzonderlijke DNA-moleculen te zien gaf ons een inkijk hoe XPG te werk gaat.” De em-beelden ondersteunden ook eerdere bevindingen van de onderzoeksters dat XPG schade aan DNA herstelt voordat dat molecuul zich dupliceert in de celdeling.
De kristallografie gaf inzicht in hoe mutaties in de kern van het eiwit leidt tot verschillende ziektes. De onderzoekers zijn nu bezig te onderzoeken welke rol XPG heeft in diverse kankers, maar ook welke vaardigheden die ‘armen en benen’ van het enzym nog meer hebben.

Bron: phys.org