Onderzoekers ontdekten dat honderden enzymen uit het celmetabolisme ook in de celkern actief zijn. Daar beïnvloeden ze genregulatie en DNA-herstel. Deze kennis kan nieuwe aanknopingspunten bieden voor diagnostiek en therapieën bij kanker.
Onderzoekers bestudeerden op grote schaal welke eiwitten aan het DNA in verschillende menselijke weefsels gebonden zijn. De analyse omvatte tien weefseltypen, waaronder bloed, hersenen, borst, baarmoeder, colon, lever, long, huid, prostaat en pancreas.
De onderzoekers analyseerden in totaal 44 kankercellijnen en tien soorten gezonde menselijke cellen, telkens in dubbele metingen. In elk monster identificeerden zij gemiddeld ongeveer 5100 verschillende eiwitten. Na verdere selectie bleef een kernset van 3467 eiwitten over die steeds aan het DNA gekoppeld waren. Ongeveer 7% van deze eiwitten bleek een enzym uit het celmetabolisme. In totaal vonden de onderzoekers meer dan 200 metabole enzymen die direct met het DNA verbonden zijn.
Veel van deze enzymen kent men normaal uit andere delen van de cel, zoals de mitochondriën of het cytoplasma. Toch bleken ze ook in de celkern aanwezig. Vooral enzymen die betrokken zijn bij de energieproductie van de cel (oxidatieve fosforylering) kwamen vaak voor bij het DNA. De hoeveelheid van deze enzymen verschilde per weefsel. Zo bevatten cellen uit huid, colon en borst relatief veel van deze enzymen bij het DNA, terwijl longcellen er juist minder hadden.
De hoeveelheid enzymen uit het folaatmetabolisme veranderde wanneer cellen DNA-schade kregen en deze probeerden te herstellen. Na blootstelling aan ioniserende straling nam de hoeveelheid van deze enzymen in de kern toe. De mate van toename hing samen met markers die DNA-schade in individuele cellen aangeven.
Uit dit onderzoek blijkt dat metabole enzymen veel vaker in de celkern voorkomen dan eerder bekend. Hun aanwezigheid op chromatine verschilt per weefsel en hangt samen met processen zoals DNA-organisatie, transcriptie en DNA-herstel. Deze resultaten laten zien dat metabolisme direct kan bijdragen aan regulatie van genexpressie en tumorgedrag.
Het onderzoek maakte vooral gebruik van gekweekte cellen en uitgebreide eiwitanalyses. De onderzoekers onderzochten de functie slechts van een beperkt aantal enzymen. Voor veel metabole enzymen die in de celkern voorkomen is de precieze rol nog niet duidelijk.
Kourtis S, Gañez Zapater A, Elbæk CR et al. Native chromatome profiling reveals hundreds of metabolic enzymes in the nucleus across tissues. Nat Commun. 2026;17:1655.