HuisNieuwsDNA-reparatie in realtime volgen

DNA-reparatie in realtime volgen

Met de nieuwe sensor kunnen onderzoekers DNA-schade en -reparatie bekijken zoals die in levende cellen en organismen plaatsvindt, waardoor onderzoek naar veroudering, kanker en de effecten van medicijnen mogelijk wordt.



Biomedische onderzoekers over de hele wereld willen nieuwe medicijnen evalueren, ziekten begrijpen en volgen hoe cellen op stress reageren.Maar het is moeilijk om te zien hoe DNA-schade en -reparatie plaatsvindt in een levende cel.De meeste bestaande tools bevriezen cellen op verschillende momenten, waardoor stilstaande beelden worden geproduceerd in plaats van realtime activiteit.Hoe deze wegversperring op te ruimen?

Een nieuwe fluorescentiesensor, ontwikkeld aan de Universiteit Utrecht, neemt deze barrière weg.Hiermee kunnen onderzoekers DNA-schade in realtime zien verschijnen en verdwijnen, in levende cellen en hele organismen, zonder de celprocessen te verstoren.Voor iedereen die bestudeert hoe cellen verouderen, hoe kanker ontstaat of hoe medicijnen het DNA beïnvloeden, maakt dit veel eerdere experimenten werkbaar.

Het kernprobleem met eerdere tools is interferentie.Antilichamen en nanolichamen binden zich sterk aan beschadigd DNA, waardoor reparatie-eiwitten worden geblokkeerd, de timing van de reparatie wordt gewijzigd en de resultaten worden vertekend.De nieuwe sensor vermijdt dit door een klein stukje van een natuurlijk eiwit in cellen te gebruiken.Het hecht zich kort aan beschadigd DNA, creëert een fluorescerend signaal en laat het los, waardoor de reparatiestappen onaangeroerd blijven.Uit eerste tests bleek dat het dezelfde gebieden verlicht als commerciële antilichamen, maar zonder verstoring, waardoor een duidelijker beeld van de reparatie in realtime ontstaat.Door deze verschuiving van statische snapshots naar continue observatie kunnen onderzoekers één volledige video opnemen, die laat zien wanneer er schade ontstaat, hoe reparatie-eiwitten zich verzamelen en wanneer de reparatie eindigt.Tests met de nematode C elegans bevestigden dat het hulpmiddel verder werkt dan gekweekte cellen, en in combinatie met andere moleculaire hulpmiddelen kan het schade in het genoom in kaart brengen, eiwitreacties volgen en de DNA-beweging in de kern bestuderen.

Voor toegepaste gebieden zoals de ontwikkeling van geneesmiddelen tegen kanker is de waarde duidelijk.Veel kankerbehandelingen beschadigen het DNA in tumorcellen, en vroege tests vereisen nauwkeurige metingen, terwijl op antilichamen gebaseerde methoden duur en inconsistent kunnen zijn.De sensor biedt een snellere, goedkopere manier om de effecten van medicijnen te meten zonder de celbiologie te veranderen.Het kan ook blootstelling aan straling detecteren, mutagene chemicaliën monitoren en onderzoek ondersteunen naar de manier waarop cellen verouderen.Voor onderzoekslaboratoria, medicijnontwikkelaars en toxicologieteams die DNA-reparatie in actie moeten zien, maakt deze tool dat mogelijk.