Onderzoeker van de week: Benjamin Rowland

KWF.nl > Onderzoek > Dit onderzoek maken we mogelijk > Onderzoeker van de week: Benjamin Rowland

​Met gist als beginpunt ontrafelen we een compleet nieuw, basaal mechanisme.

Dr. Benjamin Rowland

Een kankermechanisme onderzoeken bij gist

Dat hij onderzoeker is geworden is niet zo vreemd, want als kind wilde Benjamin Rowland altijd al weten hoe dingen werken: “Ik had een oude, mechanische wekker in mijn kamer staan. Die heb ik helemaal opengeschroefd om precies te kijken hoe die tandwieltjes op elkaar aansloten. Er gaat een prachtig mechanisme achter schuil, maar ik wil dan begrijpen wat dat mechanisme precies is. Dat is wat mij drijft.”
 
Zijn nieuwsgierige inborst voerde hem naar het Antoni van Leeuwenhoek, waar Rowland onderzoek doet naar een ander mechanisme dat zowel ingewikkeld als elegant is: het mechanisme dat het DNA in een cel netjes verdeelt als de cel zich in tweeën splitst. Iets dat bijna ontelbaar vaak gebeurt in ons lichaam. “De reden waarom ik dit onderwerp zo aansprekend vind, is dat het de kern van het leven raakt en tegelijkertijd zó relevant is voor een ziektebeeld als kanker”, vertelt Rowland.
 

Eerlijk delen

Daarover later meer, eerst het basisprincipe: ons lichaam groeit doordat onze cellen zich delen. Voorafgaand aan een celdeling kopieert de cel eerst haar DNA, wat netjes moet gebeuren, want daar mogen geen fouten in voorkomen. Daarna is het van belang dat het DNA op zijn beurt netjes wordt verdeeld over de beide dochtercellen. En dát is waar het onderzoek van Rowland zich op richt. “Als het DNA is gekopieerd, zitten de twee identieke lange slierten DNA eerst nog over de hele lengte aan elkaar vast. Die verbinding wordt gemaakt door cohesin: een eiwitcomplex dat je kan vergelijken met een grote ring. Binnen cohesinringen zitten de twee draden DNA gevangen. Op het moment dat de cel er klaar voor is en denkt ‘alles is goed gekopieerd, nu gaan we delen’, wordt het DNA uit elkaar getrokken en verdeeld over de twee dochtercellen.”
 
Maar daarvoor moet eerst dat cohesincomplex ‘van het slot gehaald’ worden, beeldt Rowland uit. “Er is een ander eiwit, Wapl heet dat, dat de meeste cohesinringen openmaakt zodat de DNA-draden overal behalve in het midden los van elkaar komen. Hierdoor krijgen chromosomen feitelijk de zo bekende X-vorm. Daarna pas worden de overgebleven cohesinringen in het midden van het DNA verwijderd en worden de DNA-draden netjes verdeeld. Bijna alles wat wij in het laboratorium doen heeft te maken met hoe Wapl die ringen reguleert. Hoe maakt het nou de ringen open? Maar ook: hoe zet de cel die ringen op slot, zodat Wapl de ringen niet continu opent, maar alleen op het juiste moment?”
 

Rol bij kanker

Dankzij eerder onderzoek van zijn onderzoeksgroep werd al veel kennis vergaard over Wapl en cohesin; nu wil Rowland dit mechanisme verder doorgronden en ook de toepasbaarheid voor kankermedicijnen testen. “Een cel waarbij dat mechanisme door mutaties helemáál niet functioneert, gaat dood. Maar als een mutatie ervoor zorgt dat cohesin nét iets minder goed zijn werk doet, wordt het gevaarlijk. Dan gaat het net wat vaker mis en heb je vaker dat één van de twee dochtercellen net wat meer DNA krijgt dan de andere. En laat dat nou net een eigenschap van kanker zijn.”
 
Tot dusverre blijkt dat alles wat we in gist ontdekken, hetzelfde werkt in menselijke cellen.

Een directe pil of infuus zal er nog niet uit dit onderzoek voortkomen, het gaat om fundamenteel onderzoek: kennis opdoen. Maar Rowland heeft al wel ideeën hoe die kennis vervolgens ondersteunend kan werken voor andere, al bestaande behandelingen. “Soms heb je een behandeling die een tijdje goed werkt, maar dan zijn er altijd wel een paar cellen in de tumor die zich helemaal niets van het medicijn aantrekken en alsmaar doorgroeien. Dat komt doordat al die cellen enorm van elkaar verschillen, heterogeniteit heet dat. Als het DNA niet goed wordt verdeeld bij celdeling, neemt die heterogeniteit in de tumor alleen maar verder toe. Wij denken dat als we kankercellen minder heterogeen kunnen maken, we de kans kunnen verkleinen dat een beginnende tumor ongevoelig voor de behandeling wordt. Dat maakt de behandeling een stuk makkelijker.”
 

Gist

Een spannend onderdeel van zijn onderzoek vindt Rowland dat het gaat om een algemeen biologisch principe. “Dit proces is essentieel voor leven zoals we het kennen. Niet alleen bij mensen, maar ook bij planten, bij eencellige schimmels…  Het fijne daarvan is ook dat je er dan voor kan kiezen om het allersimpelste systeem te gebruiken om dit mechanisme in te onderzoeken. Als je iets in een menselijke cel wil onderzoeken is het erg ingewikkeld, want daar vinden zoveel complexe processen tegelijkertijd in plaats. Wij doen dit onderzoek met een eencellige schimmel, hetzelfde soort gist waarmee je ook brood kan bakken of bier brouwen. Dat kan omdat gistcellen precies dezelfde spelers hebben: cohesin, Wapl, het zit er allemaal in! Met gist als beginpunt ontrafelen we een compleet nieuw, basaal mechanisme. Tot dusverre blijkt dat alles wat we in gist ontdekken, hetzelfde werkt in menselijke cellen. Maar als we in complexere cellen waren begonnen, zouden we er niet of pas veel later achter zijn gekomen.”
 
Bang om ooit uitgepuzzeld te raken is Rowland gelukkig niet: “Ik heb het nu gehad over het cohesincomplex, maar er zijn in cellen meerdere complexen met een vergelijkbare structuur. Bijvoorbeeld het condensincomplex dat het DNA compact maakt. Ik denk dat wat wij nu aan het ontrafelen zijn, een geweldig handvat is om erachter te komen hoe dat condensincomplex werkt. En zo zijn er meerdere van dit soort spelers in de cel. Ik heb het gevoel dat er nog heel veel te doen is. Dat is een grote uitdaging.”

Select the Component and add.
Close

Dossier

​​Naam: dr. B.D. (Benjamin) Rowland
Instituut: Antoni van Leeuwenhoek
Vakgebied: Celbiologie
Start project: 1 juli 2015
Looptijd: 4 jaar
Financiering KWF: 568.000,- euro