DNA-reparatie in actie.

Ons DNA-reparatiemechanisme werkt anders gedacht. Zogeheten ATM-kinases wachten niet op een breuk in beide strengen tegelijk maar proberen dat juist te voorkómen, schrijven Russische onderzoekers in PNAS.

Volgens Svetlana Khoronenkova en Grigory Dianov, momenteel werkzaam in Oxford, wordt ATM (voluit ataxia telangiectasia mutated’) al geactiveerd door een breuk in één van beide strengen. Zulke breuken treden relatief vaak op omdat DNA chemisch niet overdreven stabiel is; de kans dat beide strengen spontaan op dezelfde plek stuk gaan is echter maar heel klein.

Zijn er veel van zulke enkelstrengsbeschadigingen tegelijk en worden er dus veel ATM-kinases tegelijk geactiveerd (een kwestie van autofosforylering), dan zet dat een signaalroute in werking die de celdeling uitstelt. Zo krijgt het reparatiemechanisme, dat maar een beperkte capaciteit heeft, voldoende tijd om alle ‘single-strand breaks’ te herstellen voordat het celdelingsmechanisme probeert om het beschadigde DNA te kopiëren. Want als dát gebeurt heb je meteen een dubbele breuk die veel lastiger correct is te herstellen, en die dus vele malen schadelijker is.

Tot nu toe was alleen bekend dat ATM wordt geactiveerd bij zo’n dúbbele breuk. Je zag bijvoorbeeld veel geactiveerd ATM langskomen na blootstelling van de cel aan ioniserende straling, die dubbele breuken zoals bekend in de hand werkt. Maar deze publicatie suggereert dat het wellicht maar zo lijkt. Waar dubbele breuken zijn, zijn immers ook enkele breuken, en gewoonlijk zijn dat er bovendien vele malen meer.

Opmerkelijk is dan weer dat patiënten met het Louis-Bar syndroom oftewel ataxia telangiectasia, een erfelijke aandoening waardoor te weinig ATM wordt aangemaakt, toch nog enkele tientallen jaren kunnen overleven. Volgens de auteurs komt dat wellicht doordat het DNA-reparatiemechanisme robuust genoeg is om verreweg de meeste enkele breuken uit zichzelf op tijd te herstellen. Het duurt dus een tijdje eer de DNA-schade door accumulatie van verkeerd gerepareerde dubbele breuken zó groot wordt dat je symptomen gaat zien.

bron: PNAS, Lomonosov Moscow State University