NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/superkronkels-in-dna-maken-sprongetjes-nr-103/

Geprint op :
11 december 2018
17:45:24

Als je een DNA-molecuul beetpakt en opdraait, verschijnen ‘superkronkels’, die lijken op de lastige lussen in het snoer van je oordopjes. Deze lussen blijken zich zeer snel en ver te kunnen verplaatsen over de lengte van het DNA-molecuul, zo blijkt uit onderzoek van de TU Delft. Dit nieuw ontdekte ‘hopping’ mechanisme, dat plaatsvindt op een tijdschaal van milliseconden, heeft mogelijk belangrijke biologische consequenties. Cellen gebruiken de lusjes bijvoorbeeld om specifieke stukjes DNA met elkaar in contact te brengen. Onderzoekers van dit programma, werkzaam in de groep van FOM-werkgroepleider prof.dr.ir. Cees Dekker aan het Kavli Institute of Nanoscience, publiceerden de vondst van het hopping mechanisme in Science.

Supercoiling
Een DNA-molecuul in een cel ziet eruit als een draadje dat helemaal is opgedraaid in een warrige kluwen van lussen (superkronkels). In levende cellen vormen en ontwarren de DNA-superkronkels zichzelf en verplaatsen ze zich langs het DNA-molecuul. Ze zijn van essentieel belang bij het reguleren van de DNA-activiteit, bijvoorbeeld bij welke genen worden aan- of uitgezet. 

Stilstaande plaatjes van de DNA-superkronkels waren al eerder uitvoerig bestudeerd. De beweging van de kronkels was echter tot dusver onbekend. De onderzoekers ontwikkelden een nieuwe techniek waarmee ze voor het eerst konden waarnemen hoe de lussen zich voortbewegen langs een DNA-molecuul. Ze spanden een klein stukje van een DNA-streng op met een magnetische pincet en brachten de beweging van de DNA-lussen in beeld met een fluorescentiemicroscopie. Ze slaagden erin deze bewegingen in real time te zien, op het niveau van een individueel DNA-molecuul. 

Hoppende lusjes
De onderzoekers hebben ontdekt dat de lusjes zich langzaam, via diffusie, kunnen verplaatsen langs het DNA. Ze zagen daarnaast, totaal onverwacht, dat de lussen ook sprongetjes kunnen maken over relatief lange afstanden (micrometers). Het lusje verdwijnt op één plek, terwijl er op een andere plek, op grote afstand, plots een ander lusje ontstaat. Met deze informatie kunnen de onderzoekers theorieën over DNA-mechanica testen.

Het nieuw ontdekte hopping mechanisme heeft mogelijk belangrijke biologische consequenties. Het mechanisme maakt immers een herordening van het genoom mogelijk over lange afstand en op een tijdschaal van milliseconden.

Bekijk ook het filmpje waarop het 'hopping’ mechanisme te zien is (Nederlands of Engels).