Universiteit Leiden

nl en

Innovatief DNA-label opent deuren voor nieuw onderzoek

Nederlandse onderzoekers hebben een nieuwe ‘gereedschapskist’ ontwikkeld om DNA te labelen voor het bestuderen van chromosomen. Hun tool is geschikt voor onderzoek naar cellen in kweek, maar ook in levende organismen zoals zebravisembryo's. Het team heeft zijn bevindingen gepubliceerd in het tijdschrift Nucleic Acids Research.

Wetenschappers zoeken naar manieren om te visualiseren wat er in cellen op het niveau van chromosomen gebeurt. Eén manier om dit te doen is door chromosomen fluorescerend te maken. Met beeldtechnieken kunnen onderzoekers dan de processen in de cel bestuderen.

Op dit moment gebruiken wetenschappers vooral fluorescerende organische kleurstoffen, dat zijn kleine moleculen die fluorescerend licht uitstralen. Deze moleculen zijn echter niet ideaal: ze veroorzaken schade aan het DNA wanneer ze zich eraan binden, wat leidt tot ongewenste veranderingen in genexpressie en DNA-replicatie. En dat zijn, ironisch genoeg, precies de processen die onderzoekers met deze methode willen bestuderen.

Fundamenteel bacterieel onderzoek biedt oplossing

Gelukkig ontwikkelde postdoc Fatema Zahra Rashid van het Leids Instituut voor Chemisch Onderzoek hiervoor een nieuwe tool. Ze leidde het af van een bacterieel eiwit, waarvan groepsleider Remus Dame in 2006 aantoonde dat het bijzondere DNA-bindende eigenschappen heeft. ‘Al geruime tijd vroegen we ons af hoe we de bijzondere eigenschappen van dit eiwit kunnen gebruiken,’ zegt Dame. ‘En nu heeft Fatema Zahra er eindelijk een toepassing voor gevonden.’   

Door alleen een specifiek stukje van het eiwit te gebruiken en dit te fuseren aan een fluorescent eiwit, maakte Rashid het geschikt voor DNA-labeling. ‘Wat geweldig is aan dit hulpmiddel is dat het niet interfereert met processen in de cel, precies zoals we hadden voorspeld,’ zegt ze. ‘Onze studie toont aan dat je het zelfs kunt gebruiken in levende organismen, zoals zebravisembryo's, zonder processen te verstoren. Met de bestaande organische kleurstoffen was dat niet mogelijk.’

Nieuwe gereedschapskist voor wetenschappers

Rashid denkt dat veel wetenschappers haar nieuwe gereedschapskist kunnen gebruiken. ‘We hebben een enorme openbare bibliotheek van verschillende DNA-labels gemaakt,’ zegt ze. ‘Andere onderzoekers kunnen deze gereedschapskist gebruiken voor zeer uiteenlopende doeleinden, van het visualiseren van de dynamiek van chromosomen in levende cellen tot het bestuderen van de effecten van medicijnen op de celcyclus bij medicijnproeven.’   

Samenwerking

Dame: ‘Dit onderzoek had een mooi samenwerkingsaspect. We hebben samengewerkt met onderzoekers van het Instituut Biologie Leiden, het Leids Universitair Medisch Centrum, de Universiteit van Amsterdam en AMOLF. Die experts hadden we hard nodig, want onze achtergrond ligt meer in de biochemie. Daarom was het fijn om echte celbiologen aan boord te hebben. En we konden zelfs samenwerken met Annemarie Meijer, die met zebravislarven werkt. Al met al een geweldige teamprestatie!’

Paper
Fatema-Zahra M Rashid et al. HI-NESS: a family of genetically encoded DNA labels based on a bacterial nucleoid-associated proteinNucleic Acids Research (4 november 2021) 

Tekst: Bryce Benda

Deze website maakt gebruik van cookies.  Meer informatie.