Delftse onderzoekers filmen touwtje dat dna inpakt van 45 miljoenste millimeter

Als eerste ter wereld zijn Delftse onderzoekers erin geslaagd een minuscuul touwtje te filmen dat een cruciale rol speelt bij het inpakken van dna tot chromosomen - de bekende X-vormige 'worstjes' die bij delende cellen zichtbaar worden. Een technisch hoogstandje: het touwtje is niet meer dan 45 miljoenste millimeter groot.

Een 3D-weergave van de metingen van het eiwit condensin, dat bestaat uit drie soort verdichtingen met touwtjes ertussen. Foto TU Delft

Jorine Eeftens van de Technische Universiteit Delft en collega's filmden het touwtje door het af te tasten met een snel bewegend naaldje waarop een laser schijnt. De laser meet minieme afwijkingen in de positie van het naaldje en 'voelt' zo de omtrek van het molecuul. Zo puzzelden de onderzoekers uit de groep van hoogleraar moleculaire biofysica Cees Dekker het microscopische tafereel bij elkaar.

Dat leverde onder meer het voor ingewijden verrassende inzicht op dat het touwtje ook cirkeltjes kan vormen. 'We ontdekten dat het molecuul, anders dan iedereen dacht, flexibel en dynamisch is', zegt Eeftens. Dat kan verklaren hoe het touwtje, 'condensin' heet het, dna precies vangt en verpakt tot worstje. Belangrijke fundamentele kennis, vertelt Eeftens, 'om te begrijpen hoe het leven op het allerkleinste niveau precies werkt.'

Open vorm

Een zeer bijzonder experiment, vindt moleculair bioloog Benjamin Rowland, werkzaam bij het Nederlands Kanker Instituut en zelf niet betrokken bij het onderzoek. 'Je ziet zo'n eiwitcomplex opeens een ringstructuur aannemen, met een open vorm. Dat is nieuw. Men dacht altijd dat de armen van condensin stijf tegen elkaar geplakt zaten.'

Mensen lopen rond met in elk van hun cellen ongeveer 2 meter dna, dat gewonden rond eiwitklosjes opeengepakt in de celkern zit. Als de cel zich opmaakt om te delen, bewerkstelligt condensin dat het dna 'condenseert' tot chromosomen: het wordt dan zichtbaar in de cel.

Condensin in actie: van links naar rechts neemt het eiwit een C-, P-, O- en een B-vorm aan. Foto Allard Katan / TU Delft

Een vergelijkbaar, ander moleculair touwtje houdt de chromosomen vervolgens bij elkaar tot de celdeling een feit is en andere eiwitdraden de chromosomen weer verdelen over de cellen, in een wonderlijk georkestreerde reeks bewegingen.

Op naar de volgende details van het proces, vertelt Eeftens: zo is nog niet duidelijk hoe condensin zijn lasso precies om het dna bindt. 'We denken er verschillend over: zelf vermoed ik dat het dna in verschillende rondjes wordt gevangen, Cees (Dekker, red.) denkt dat er per rondje steeds meer dna wordt gevangen.'


Antwoord wetenschapsquiz

Wat zien we hier?, vroegen we vrijdag in bovenstaand filmpje. Dank voor jullie geweldige, creatieve antwoorden! Het juiste antwoord is - inderdaad - dat het een bewegend eiwitcomplex is, gefilmd met de microscoop - zie het nieuwsbericht hierboven. De jury heeft echter besloten de prijs toe te kennen aan Marc Ikink, die het hield op 'een soort van zwart beeld met trillende vlekken'. Prachtig gevonden! En zelfs correct.

Meer over