Single-molecule studies of DNA replication

Diep inzoomen op het DNA-replicatieapparaat 

Met behulp van een zeer geavanceerde vorm van microscopie verrichtte Hylkje Geertsema onderzoek naar de manier waarop eiwitten met elkaar samenwerken tijdens de replicatie van DNA. Replicatie van DNA speelt een centrale rol in het overbrengen van genetische informatie van cel naar cel. DNA wordt gerepliceerd door een machine van verschillende eiwitten, die elk een verschillende taak hebben maar nauw samenwerken. Eén eiwit zorgt er bijvoorbeeld voor dat het dubbelstrengs DNA uit elkaar wordt getrokken, zodat twee enkelstrengs DNA’s ontstaan. Dit enkelstrengs DNA dient als mal voor andere eiwitten, die weer dubbelstrengs DNA uit de enkele strengen kunnen maken.

We weten dat de eiwitten in het machientje zeer dynamisch interacteren, maar hoe gaat dit precies in zijn werk? In een raceauto worden bijvoorbeeld wielen gewisseld tijdens de pitstop, maar worden er in replicatiemachientjes ook eiwitten uitgewisseld? In haar onderzoek gaat Geertsema dieper in op deze vragen. Zij doet dit door de eiwitten op enkel-molecuul niveau te visualiseren met fluorescentiemicroscopie, een soortgelijke techniek als waar dit jaar de Nobelprijs voor de Scheikunde voor is uitgereikt. Door zo diep in te zoomen op het gedrag van de individuele eiwitten in de replicatiemachine verwierf ze nieuwe inzichten in kritische en regulerende interacties in het apparaat dat DNA repliceert.

Het onderzoek van Hylkje Geertsema werd uitgevoerd bij het Zernike Institute for Advanced Materials en gefinancierd door een ERC-grant en middelen van het Centre for Synthetic Biology van de RUG.