Delftse nanotechnologen draaien DNA live in de knoop

Delftse onderzoekers zijn er in geslaagd om de interactie tussen één DNA-keten en één eiwitmolecuul live in beeld te krijgen. Daarmee konden ze voor het eerst zien hoe een kankerremmer functioneert op moleculair niveau.

Een publicatie over het onderzoek verschijnt deze week in Nature, en staat sinds gisteren alvast online. Eerste auteur Daniel Koster promoveert er vandaag (maandag 25 juni) op.

Het onderzochte medicijn heet topotecan. Het vertraagt de werking van het eiwit TopIB, dat verantwoordelijk is voor het verwijderen van ongewenste lussen uit DNA. Die lussen komen er bijvoorbeeld tijdens een celdeling in. TopIB is in staat om een DNA-molecuul vast te klemmen en vervolgens één van beide strengen door te knippen, zodat de eindjes kunnen ‘uittollen’. Tot slot worden de eindjes dan weer aan elkaar geplakt.

Tot nu toe werd gedacht dat topotecan werkte door in een tumorcel een complex te vormen met het TopIB-eiwit en het opengeknipte DNA. Bij de eerstvolgende celdeling zou het duplicatiemechanisme hierop vastlopen.

Maar tot verrassing van de onderzoekers blijkt topotecan tevens het ontrolproces met een factor twintig te vertragen. Het verloopt dan niet snel genoeg meer om de vorming van lussen bij te houden. Hierdoor wordt de kans steeds groter dat er bij de duplicatie is mis gaat.

De onderzoekers konden het waarnemen toen ze een DNA-molecuul hadden vastgezet in een eerder ontwikkeld ‘magnetisch pincet’. Ze zetten een uiteinde vast aan een glasplaatje, en bevestigden een paramagnetisch nanobolletje aan het andere eind. Met behulp van twee magneten konden vervolgens trekken aan dat bolletje, en er ook aan draaien. Vervolgens voegden ze aan het getordeerde DNA TopIB toe, dat de lussen er uit mocht halen.

Wat precies de reden is dat topotecan zo werkt, is nog niet duidelijk.

bron: TU Delft, Nature