Hersencellen (paars) waar DNA-schade wordt gerepareerd (geel). DNA zelf is lichtblauw (cyaan), maar met geel wordt dat groen. Overigens lijkt het in dit plaatsje alsof de kern net zo groot is als de cel. (afb: Nussenzweig et. al.)

Het lijkt er op dat DNA in hersencellen vaak op bepaalde plaatsen beschadigd raken. Die schade zou verband houden met de sturing van de genactiviteit. De ophoping van die DNA-breuken zou uniek voor hersencellen zijn. Deze ontdekking zou de huidige kennis over oorzaken van DNA-schade en de mogelijke gevolgen daarvan voor hersenziektes in een nieuw daglicht zetten.
Hersencellen verbruiken een hoop energie (een kwart van alle energie voor ons lijf) en daardoor ook veel zuurstof. Het gevolg is dat ze veel te maken krijgen met vrije zuurstofradicalen, die schadelijk kunnen zijn voor het DNA. Dergelijke schade vindt willekeurig op het DNA plaats, maar de onderzoekers zagen wat anders. Ze vonden die DNA-schade vooral in het gedeelte van de genen die zorgen voor de genactiviteit, de zogeheten ‘verbeteraars’ (in het Engels ‘enhancers’ genoemd).
Cellen, dus ook hersencellen, hebben lang niet alle genen nodig voor hun functioneren. Een van de manieren om de genactiviteit te blokkeren is de methylering. Veel van die DNA-breuken kwamen voor in die ‘verbeteraar’-secties van de genen. Dat gebeurde als zo’n methylgroep wordt verwijderd, waardoor het gen actief wordt.
De onderzoekers denken dan ook dat die DNA-breuken het gevolg zijn van het verwijderen van die methylgroepen. Hersencellen hebben verschillende manieren om die schade (breuk van een DNA-steng) te herstellen zodra die ontstaat.

Dat zet de algemeen aangehangen gedachte op scherp die ervan uit gaat dat DNA-schade eigenlijk niet mag gebeuren. In ieder geval in hersencellen schijnt het de normale gang van zaken te zijn. Dat zou ook betekenen dat fouten in het herstelproces – en niet de DNA-schade zelf – zouden kunnen leiden tot de ontwikkeling van hersenziektes.

In kaart brengen

Voor dit onderzoek ontwikkelde Andre Nussenzweig van het Amerikaanse kankerinstituut een methode om de fouten in het DNA zichtbaar te maken. Voor deze techniek zijn veel cellen nodig. Die werden gekweekt uitgaande van pluripotente stamcellen, die vervolgens weer werden geherprogrammeerd tot neuronen.
De onderzoekers willen nu wat nauwkeuriger kijken naar de manieren waarop DNA-schade wordt hersteld en welke rol die kunnen spelen bij het slecht functioneren en de degeneratie van hersencellen.

Bron: EurekAlert