De onderzoekers kwamen het slordige reparatiemechanisme genaamd alternatieve end-joining jaren geleden op het spoor

In elke cel van ons lichaam zitten piepkleine machines om schade aan het DNA te herstellen. Een van die machines is slordig en laat een litteken achter na reparatie van breuken in het DNA. Onderzoekers van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) merkten op dat zo’n litteken opvallend vaak opduikt in stukjes DNA die samenhangen met ziekte.

De onderzoekers kwamen het slordige reparatiemechanisme genaamd alternatieve end-joining jaren geleden op het spoor. “We weten dat het foutgevoelig is en een litteken, en daarmee mutaties, achterlaat op de reparatieplek in het DNA. Het is daardoor een drijver van evolutie, maar kan dus ook ziektes veroorzaken”, legt prof. Marcel Tijsterman uit. “We stelden onszelf de vraag: zien we dit litteken ook terug in genen waarvan we weten dat ze ziekte veroorzaken?” 

Litteken in ziektegenen
In het tijdschrift Trends in Genetics geven de onderzoekers het antwoord op die vraag. Joost Schimmel en collega’s doorzochten een grote database met ziektegenen, zoals BRCA voor borstkanker, op het kenmerkende litteken. “Zo konden we herleiden dat in maar liefst twintig procent van de gevallen waar de mutatie het gevolg is van een DNA-breuk, de reparatie is uitgevoerd door dit slordig mechanisme, en dat dit dus een prominente rol speelt bij het ontstaan van ziekmakende veranderingen in het DNA”, legt hij uit. 

De onderzoekers hebben nu een verklaring voor ziekmakende mutaties gevonden, maar helaas geen methode om die te voorkomen. Tijsterman: “We hebben nog veel vragen: waarom wordt zo’n intrinsiek onzorgvuldige reparatiemethode überhaupt gebruikt? Wat gebeurt er wanneer dit reparatiemechanisme ontbreekt, of als het niet goed werkt? Kunnen we door remming ervan mutaties en een ziekte als kanker voorkomen?

Laatste redmiddel
Ook willen de onderzoekers graag weten hoe dit slordige mechanisme zich verhoudt tot twee andere, veel nauwkeurigere reparatiemechanismen. Schimmel: “Tot nu toe werd alternatieve end-joining vooral gezien als laatste redmiddel als de twee andere mechanismen uitgeschakeld waren. Maar het lijkt er nu meer op dat het de enige oplossing is voor een zeer specifieke biologische context, als er DNA-breuken ontstaat die niet herkend worden door de nauwkeurige mechanismen, met name in snel delend weefsel.” 

Meer weten? Lees het artikel ‘Templated insertions: a smoking gun for polymerase theta-mediated end joining’ in Trends in Genetics.