Activation and regulation of E. coli DNA Polymerase V studied at the single-molecule level
| Promotie: | Dhr. V.E.A. (Victor) Caldas |
| Wanneer: | 06 mei 2016 |
| Aanvang: | 16:15 |
| Promotor: | prof. dr. A.M. van Oijen |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Zicht op kopiëren van beschadigd DNA
Om te kunnen groeien en gezond te blijven, delen de cellen in ons lichaam zich voortdurend. Daarvoor is het ook nodig het erfelijk materiaal (DNA) te dupliceren, vlak voor de cel zich deelt. Dit kopiëren van DNA gebeurt door een aantal zeer gespecialiseerde eiwitten, de zogeheten DNA- polymerases, die nauw met elkaar samenwerken.
Cellen hebben twee verschillende typen DNA-polymerases. Eén soort kopieert DNA onder normale omstandigheden met hoge nauwkeurigheid, maar kan niet omgaan met beschadigd DNA; de andere wordt geproduceerd in een reactie op DNA-schade en kan beschadigd DNA kopiëren, en zorgt er zo voor dat het replicatieproces door kan gaan. Dit kopiëren van beschadigd DNA is belangrijk omdat cellen continue bloot staan aan schadelijke condities: UV-licht van de zon, tekort aan voedingsstoffen, extreme pH en temperatuur zijn allemaal factoren die een significante invloed kunnen hebben op het cellulaire metabolisme en kunnen leiden tot schade aan het DNA.
In zijn proefschrift beschrijft Victor Caldas een nieuw type microscopie voor het visualiseren van de werking van deze DNA-polymerases in levende cellen. Hiermee zijn we voor het eerst in staat om op het niveau van individuele polymerase moleculen te zien hoe cellen omgaan met DNA-schade en hoe de twee soorten polymerases samenwerken om DNA-replicatie en daarmee overleven mogelijk te maken.
Dit werk is mede belangrijk omdat gespecialiseerde DNA-polymerases een hoofdrol spelen in evolutie. Ze bevorderen genetische diversiteit en stimuleren zo aanpassingsvermogen. Het begrijpen van evolutie op moleculair niveau helpt ons om te begrijpen waarom bacteriën resistentie tegen antibiotica ontwikkelen en waarom kankercellen niet reageren op bepaalde behandelingen.
Het onderzoek van Victor Caldas vond plaats bij de afdeling Single-molecule biophysics van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering van NWO en de European Research Council. Caldas werkt inmiddels als postdoc aan de VU.