| Predispositie voor non-polypeus colon carcinoom (HNPCC) is een gevolg van een overgeërfd defect in de mismatch repair (MMR) genen MSH2 of MLH1. Deze genen zijn homologen van de bacteriële genen mutS en mutL die een centrale rol spelen bij het herstel van replicatiefouten in het DNA. MutS eiwit vormt een homodimeer dat bindt aan mismatches. Na binding van MutL wordt de mismatch herstelreactie in gang gezet door afbraak van de foutief-gesynthetiseerde streng, gevolgd door hernieuwde DNA synthese. In dierlijke cellen worden mismatches herkend door heterodimere eiwitcomplexen bestaande uit MutS homologen: MSH2/MSH6 en MSH2/MSH3. De heterodimere complexen MLH1/PMS2 en MLH1/MLH3 vormen het equivalent van MutL. Daarnaast spelen PCNA en Exonuclease 1 een belangrijke rol bij MMR in dierlijke cellen. Naast het herstellen van replicatiefouten zijn MMR eiwitten betrokken bij een aantal andere processen die de integriteit van de genetische informatie bewaken. Zo onderdrukt MMR recombinatie tussen homologe maar niet geheel identieke sequenties, is betrokken bij celdood en het tegengaan van mutagenese t.g.v. sommige vormen van DNA schade. Verlies van elk van deze MMR functies kan bijdragen aan kankerpredispositie. Veel informatie over de interactie tussen mismatched DNA en MutS (of MSH2/MSH6,3) is verkregen door biochemisch onderzoek en de opheldering van de driedimensionale structuur van MutS. In de MutS kristalstructuur zijn verschillende domeinen geïdentificeerd met elk een specifieke taak zoals interactie met DNA en binding aan de mismatch, interactie met de dimerizatiepartner, binding en hydrolyse van ATP, communicatie tussen het DNA-bindend domein en het ATPase domein. Daarnaast kan op basis van de MutS structuur en de evolutionaire conservering van MutS homologen een inschatting gemaakt worden van de domeinen in MSH2/MSH6 die mogelijk binden aan eiwitten die betrokken zijn bij specifieke mismatch repair functies. Om meer inzicht te krijgen in de rol van de verschillende MMR functies in genoomstabiliteit en het onderdrukken van tumorgenese, willen we specifieke aminozuursubstituties aanbrengen in MSH2 en MSH6 waardoor een bepaalde functie van het MMR systeem wordt geïnactiveerd, maar andere intact blijven. Hiertoe maken we gebruik van een nieuwe techniek die wij recent hebben ontwikkeld waarmee het mogelijk is om in korte tijd een groot aantal kleine basepaar veranderingen aan te brengen in het Msh2 en Msh6 gen van muize embryonale stamcellen. Met behulp van een aantal gevoelige tests kunnen we de gevolgen van elke mutatie voor de verschillende MMR functies en taken van de MSH2/6 dimeer bepalen. Een aantal 'ontkoppelingsmutaties' zal worden geïntroduceerd in muizen om te bepalen welke MMR functies essentieel zijn voor het onderdrukken van kanker. De mutaties zullen worden gekozen op basis van de MutS kristalstructuur. Daarnaast zullen een aantal mutaties onderzocht worden die zijn aangetroffen in kankerpatiënten maar waarvan onduidelijk is in hoeverre ze de stabiliteit van het genoom beïnvloeden en dus een rol kunnen spelen bij de etiologie van kanker. |
