Promotie Alice Bolner: “Verder kijken dan de Fanconi anemie route”

Ons DNA wordt dagelijks beschadigd door omgevingsfactoren, chemicaliën en cellulaire moleculen. Wanneer deze schades niet goed worden gerepareerd, kunnen ze leiden tot mutaties en de ontwikkeling van ziektes zoals kanker. Gelukkig hebben cellen meerdere mechanismen ontwikkeld waarmee ze DNA-schade kunnen repareren en daarmee de integriteit van het DNA kunnen behouden.

Interstrand crosslinks

Een type DNA-schade dat enorm toxisch is, is de interstrand crosslink (ICL). De ICL bindt de twee strengen van het DNA samen, waardoor fundamentele cellulaire processen zoals de eiwitproductie en celdeling niet kunnen plaatsvinden. Tijdens haar PhD, deed Alice Bolner samen met haar collega’s onderzoek naar ICLs die worden veroorzaakt door acetaldehyde, een afbraakproduct van alcohol. “We gebruikten extracten van eitjes van de Xenopus laevis kikker. Deze extracten bevatten alle factoren die nodig zijn om DNA te repareren. We konden ze daarom gebruiken om buiten de cel te onderzoeken hoe alcohol-geïnduceerde ICLs gerepareerd worden,” vertelt Bolner.

Nieuw DNA-reparatie mechanisme

De onderzoekers ontdekten dat de Fanconi anemie reparatieroute, waarvan al bekend was dat het verschillende soorten ICLs kan herstellen, ook de alcohol-geïnduceerde ICLs kan repareren. Maar tot hun verbazing vonden ze ook een nieuw mechanisme en deze bleek veel sneller dan de Fanconi anemie route. “Dit vergroot onze mechanische kennis over hoe ICLs gerepareerd kunnen worden. Door hun toxiciteit kunnen medicijnen die ICLs veroorzaken kankercellen effectief vernietigen. Ze worden daarom vaak gebruikt bij chemotherapie. Meer inzicht in hoe ICLs gerepareerd kunnen worden, zou de informatie kunnen geven die nodig is om betere kankerbehandelingen te ontwikkelen,” legt Bolner uit.

Dynamiek van nucleosomen

DNA zit om een complex van acht zogenoemde histonen gewikkeld en vormt daarmee een DNA/histon complex dat het nucleosoom wordt genoemd. Bolner en collega’s onderzochten hoe de interacties tussen het DNA en de histonen verandert tijdens de reparatie van een ICL die is veroorzaakt door het chemotherapeutische medicijn cisplatin. Ze gebruikten wederom de extracten van de Xenopus-eitjes en ontdekten dat de nucleosomen rondom de ICL herkend worden tijdens reparatie. Dit zou kunnen leiden tot de werving van de eiwitten die nodig zijn voor DNA-reparatie. Verder onderzoek zal moeten uitwijzen welke eiwitten dit precies zijn om het proces beter in kaart te brengen.

Publicatie

Wanneer ze wordt gevraagd terug te kijken op haar PhD-traject vertelt Bolner dat er ups-and-downs waren. “Soms mislukten meerdere experimenten en wilde ik gewoon naar huis. Maar wanneer dingen dan uiteindelijk lukten, vond ik mijn enthousiasme en nieuwsgierigheid weer terug.” Vooral de publicatie van het artikel van haar en haar collega’s gaf een heel goed gevoel. “We hebben een feestje gevierd met het lab toen we hoorden dat ons manuscript was geaccepteerd,” vertelt ze. Voor deze publicatie ontving ze eerder dit jaar de CS&D Best Publication Award.

Ze adviseert andere (toekomstige) PhD-kandidaten om te onthouden dat dingen in de wetenschap vaak niet gaan zoals gepland. “Maar je kunt echt leren van mislukte experimenten en ze kunnen zelfs onderdeel zijn van een succesvol proefschrift,” concludeert ze.