Stress-granules in cellen bevatten ook cirkelvormig DNA

Wanneer een cel onder druk staat, door hitte, vergiftiging of andere schade, bundelt ze bepaalde moleculen samen in tijdelijke structuren zonder membraan. Dat zijn stress-granules. Ze helpen de cel te overleven en te herstellen. Hoe die granules precies worden gevormd en wat ze bevatten, is een actief onderzoeksgebied.

De onderzoekers, die hun resultaten publiceerden in eLife, ontdekten dat meer dan de helft van het nucleïnezuurgehalte van stress-granules bestaat uit extrachromosomaal circulair DNA (eccDNA). Dat is DNA dat niet in chromosomen is verpakt, maar los in ringvorm in de cel aanwezig is. EccDNA stapelt zich op bij veroudering en bij bepaalde ziekten, en wordt vaker onderzocht als mogelijke marker of speler in verouderingsbiologie.

EccDNA is nodig voor granulesvorming

Via CRISPR-experimenten in gistcellen, waarbij specifieke genstukken gericht worden uitgeschakeld, toonden de onderzoekers aan dat eccDNA niet alleen aanwezig is in stress-granules, maar er ook voor nodig is. Zonder eccDNA werden stress-granules niet goed gevormd bij cellulaire stress.

Dat is een onverwacht resultaat. DNA werd in dit verband nauwelijks verwacht: stress-granules werden beschouwd als RNA-eiwitstructuren. Dit onderzoek herschrijft een stukje basisbiologie over hoe cellen reageren op stress.

Raakvlak met veroudering

EccDNA neemt toe met leeftijd en is geassocieerd met genomische instabiliteit, de toenemende onnauwkeurigheid waarmee DNA wordt gekopieerd en bewaard bij veroudering. Als eccDNA ook een rol speelt in de cellulaire stressrespons, dan kan veranderend eccDNA-gehalte bij veroudering de manier beïnvloeden waarop cellen omgaan met schade. Dat is een voorlopige interpretatie, maar ze verbindt dit basalbiologische inzicht aan een bredere vraag in de longevity-wetenschap: waarom verouderen cellen slechter in staat zijn om stress te verwerken?

Lees het originele artikel