Nobelprijs naar DNA-herstel: 'De moeder aller reparaties'
Deze week worden in Stockholm de winnaars van de Nobelprijs bekend gemaakt. Folia vraagt iedere dag een medewerker van de UvA of de HvA om commentaar te geven op de winnaar.
Vandaag hoogleraar systeembiologie Hans Westerhoff over de Nobelprijs voor de Scheikunde.
‘Het is fantastisch dat dit jaar onderzoek naar DNA-reparatie wordt belicht,’ vindt Hans Westerhoff, hoogleraar systeembiologie aan het Swammerdam Institute for Life Sciences van de UvA. ‘Sinds kort weten we dat DNA in de loop van de tijd zo veel schade oploopt dat het leven eigenlijk niet zou kunnen bestaan. Reparatie in het lichaam is cruciaal om gezond te blijven en DNA-reparatie is de moeder aller reparaties.’
Veroudering
Het Nobelcomité bekroont dit jaar drie onderzoekers die onafhankelijk van elkaar in kaart hebben gebracht hoe cellen DNA repareren. Hierdoor blijft de genetische informatie die het bevat intact. DNA kan door verschillende oorzaken beschadigen. Bij celdeling kunnen fouten ontstaan, maar ook door straling zoals van de zon, of door reactieve moleculen in de cel zelf. Deze fouten liggen aan de basis van veroudering en ziektes zoals kanker.
Dat de keus dit jaar op een algemeen onderwerp als de reparatie van DNA is gevallen, kan meerdere oorzaken hebben volgens Westerhoff. ‘Het kan zijn dat er net dit jaar geen specifieke ontdekking was die er echt bovenuit sprong,’ zegt hij. ‘Maar het kan ook komen door de grote belangstelling die er op dit moment is voor veroudering en verval van het lichaam. De onvolledige reparatie van DNA speelt bij beide een grote rol. Bovendien worden we allemaal ook steeds ouder.’
Enzymen
Van de drie prijswinnaars is de Zweed Tomas Lindahl min of meer de grondlegger van het onderzoeksveld van DNA-reparatie. In de jaren zestig dacht de wetenschappelijke gemeenschap nog dat DNA extreem sterk moest zijn, omdat het redelijk ongeschonden blijft ondanks alle mutaties die optreden bij evolutie. Uit experimenten die hij uitvoerde, bleek dat DNA op bepaalde punten echter behoorlijk instabiel is. Hieruit concludeerde hij dat er dan reparatiesystemen moesten bestaan. In 1974 wist hij voor het eerst een enzym te identificeren dat helpt bij het opruimen van beschadigde stukjes DNA.
Aziz Sancar en Paul Modric, de twee medewinnaars, borduurden voort op het werk van Lindahl. De uit Turkije afkomstige Sancar vond enzymen die in staat zijn UV-schade aan DNA te herkennen en die vervolgens precies dat gedeelte uit het DNA kunnen knippen. De kennis die hij vergaarde over hoe dit werkt op moleculair niveau veranderde het hele onderzoeksveld. De Amerikaan Modric, tot slot, liet zien dat aan DNA op sommige plekken een soort wegwijzers gehecht zitten, die enzymen het teken geven dat het DNA op die plek een weeffoutje bevat; de zogenaamde methylgroepen.
Chaos
De onderzoeken van Lindahl, Sancar en Modric zijn niet alleen belangrijk voor het oplossen van problemen bij ouderdom en ziektes. Volgens Westerhoff mogen we van de fundamentele kennis die het oplevert net zo enthousiast worden. ‘De wereld op de kleine schaal van DNA is heel chaotisch. Je kunt het vergelijken met de stofdeeltjes die je ziet dwarrelen in een zonnestraal die je kamer inschijnt. Voor leven is juist orde nodig. Moleculen moeten elkaar kunnen vinden in die chaos. Dit onderzoek geeft inzicht in hoe het leven op zulke kleine schaal met die chaos omgaat.’
