DNA-schade is een constante bedreiging voor het leven. Ultraviolette (UV) straling van de zon, vrije radicalen die worden geproduceerd als bijproducten van de stofwisseling, en zelfs de simpele slijtage van cellulaire processen kunnen allemaal het DNA beschadigen. Als deze schade niet wordt hersteld, kan dit leiden tot mutaties, celdood en zelfs kanker.

Cellen hebben een aantal DNA-reparatiemechanismen ontwikkeld om zichzelf tegen deze schade te beschermen. Een van de belangrijkste van deze mechanismen wordt base-excisieherstel (BER) genoemd. BER herstelt schade aan individuele basen, de bouwstenen van DNA.

In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift _Nature_ hebben onderzoekers van de University of California, Berkeley en het Howard Hughes Medical Institute het basismechanisme van BER bevestigd. Ze ontdekten dat een eiwit genaamd poly (ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) essentieel is voor BER. PARP-1 bindt zich aan beschadigd DNA en rekruteert andere eiwitten die helpen de schade te herstellen.

"Deze studie biedt een fundamenteel inzicht in hoe cellen DNA-schade herstellen", zegt hoofdauteur van het onderzoek, Dr. Sanjay Kumar. "Deze kennis zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe therapieën voor kanker en andere ziekten die worden veroorzaakt door DNA-schade."

De onderzoekers gebruikten een combinatie van biochemische en genetische technieken om BER in menselijke cellen te bestuderen. Ze ontdekten dat PARP-1 zich binnen enkele seconden na het optreden van de schade aan beschadigd DNA bindt. Deze binding veroorzaakt een cascade van gebeurtenissen die leidt tot herstel van de schade.

De onderzoekers ontdekten ook dat PARP-1 nodig is voor de rekrutering van andere eiwitten die betrokken zijn bij BER. Deze eiwitten omvatten DNA-polymerase β en ligase IIIa. DNA-polymerase β vult het gat in de DNA-streng dat ontstaat door het verwijderen van de beschadigde base, en ligase IIIα dicht het gat af.

"Deze studie geeft een gedetailleerd inzicht in de moleculaire mechanismen van BER", zegt senior auteur van het onderzoek, Dr. Stephen J. Elledge. "Deze kennis zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe therapieën voor een verscheidenheid aan ziekten die worden veroorzaakt door DNA-schade."

DNA-schade is een belangrijke oorzaak van kanker, en BER is een belangrijk mechanisme dat cellen gebruiken om deze schade te herstellen. Door de moleculaire mechanismen van BER te begrijpen, kunnen onderzoekers mogelijk nieuwe medicijnen ontwikkelen die kanker kunnen helpen voorkomen of behandelen.