Hsp70-eiwit reageert op DNA-schade via fosforylering
Een eiwit dat cellen helpt overleven bij stress, blijkt ook actief betrokken bij de reactie op DNA-schade. Dat is een onverwachte rol voor een eiwit dat tot nu toe vooral bekendstond als moleculaire reparateur van andere eiwitten.
Hsp70 is een zogenoemde chaperone: een eiwit dat andere eiwitten helpt de juiste vorm aan te nemen en voorkomt dat ze samenklonteren. Cellen maken meer Hsp70 aan onder stressvolle omstandigheden, zoals hitte of tekort aan voedingsstoffen. Vandaar de naam: het is een hitteschok-eiwit (heat shock protein).
Wat nieuw is, heeft te maken met een specifieke chemische modificatie. De onderzoekers ontdekten dat Hsp70 gefosforyleerd wordt op een bepaalde positie (T495) als cellen te veel DNA-schade oplopen, met name wanneer een reparatieproces genaamd base-excisieherstel overbelast raakt. Fosforylering is het aanhechten van een fosfaatgroep aan een eiwit, waardoor de functie van dat eiwit verandert.
Verbinding met de celcyclus
Die fosforylering is niet willekeurig. Ze treedt op in een specifieke fase van de celcyclus, het programma waarmee cellen zich delen. In gistcellen bleek dat varianten van Hsp70 die deze modificatie nabootsen of blokkeren, de voortgang van de celcyclus beïnvloeden. Dat suggereert dat Hsp70 een rol speelt in de beslissing of een beschadigde cel wel of niet verder mag delen.
Voor veroudering is dit relevant. Cellen die te veel DNA-schade hebben opgelopen en toch blijven delen, dragen bij aan kanker en aan de ophoping van disfunctionele cellen in weefsels. Een eiwit dat meehelpt bij het bewaken van die grens is dus potentieel belangrijk.
Oud eiwit, nieuwe functie
Wat dit onderzoek opvallend maakt, is dat de fosforylatieplek op Hsp70 evolutionair sterk bewaard is gebleven. Die bewaardheid wijst erop dat de functie al heel lang bestaat en dus biologisch belangrijk is, ook al werd ze pas nu ontdekt. Het bacterieel pathogeen Legionella pneumophila bleek dezelfde plek al te misbruiken om de gastheercel te manipuleren, wat suggereerde dat de plek functioneel was. Nu is bevestigd dat menselijke cellen die plek zelf ook benutten.
Verder onderzoek moet uitwijzen of deze modificatie ook een rol speelt bij ouderdomsziekten waarbij DNA-schade zich opstapelt, zoals bij versnelde verouderingssyndromen of neurodegeneratie.