De beweging van ons genetisch materiaal zou volgens onderzoekers invloed hebben in hoe genen in verschillende cellen tot uiting komen.

Ons genetische materiaal, opgeslagen in DNA in onze chromosomen, maakt ons wie we zijn. In één ‘set’ van 23 menselijke chromosomen liggen een ongelooflijke 3 miljard basenparen opgeslagen. Omdat de meeste cellen twee van die sets bevatten, komt dat uit op 6 miljard basenparen per cel.

Bij zo’n grote hoeveelheid informatie op zo’n piepklein oppervlak is het cruciaal dat het ‘zonder knopen’ wordt opgevouwen. Dat vonden ook onderzoekers van de universiteit van Texas in Austin die onlangs de vouwbeweging van twee van onze chromosomen in kaart brachten. Het onderzoek werd gepubliceerd in vakblad Nature Communications.

Lees ook: Chromosomen spelen vals voor plekje in eicel

Vouwing

Het team onderzocht de beweging van chromosoom 5 (te zien in het gifje) en 10. Net na de verdubbeling van het genetische materiaal – een onderdeel van celdeling – heeft ‘chromosoom’ 5 nog het meest weg van een stuk garen. Maar daar komt snel verandering in: het materiaal draait als het ware in zichzelf, en op verschillende plekken ontstaan er een soort clusters netjes opgevouwen ‘DNA-draad’. Die vouwing gaat verder tot er uiteindelijk een dichte bal ontstaat.

Het viel de onderzoekers op dat de beweging over het algemeen traag was en dat sommige delen sneller bewogen dan andere. Daarbij bewogen de chromosomen anders in verschillende cellen – bijvoorbeeld langzamer in één type cel dan in een ander type. Dit zou volgens de onderzoekers invloed kunnen hebben op hoe cellen zich gedragen.

‘Ziektegenen’

Omdat beide chromosomen bepaalde ‘ziektegenen’ bevatten, zouden de vouwbewegingen ook invloed kunnen hebben op de uiting van bepaalde aandoeningen. Chromosoom 5 bevat genen die onder andere een rol spelen bij de ziekte van Parkinson, bepaalde vormen van leukemie en mannelijke onvruchtbaarheid. Chromosoom 10 huist genen die zijn gelinkt aan de bloedziekte porfyrie, een agressief type hersenkanker glioblastoom en een type aangeboren doofheid.

Het is bekend wáár die genen zich op de chromosomen bevinden, maar volgens de onderzoekers is daarmee niet alles gezegd. Ook hoe deze plaatsen, de loci, (enkelvoud locus) bewegen zou ook een rol kunnen spelen in hoe (en of) de aandoeningen tot uiting komen.

Genexpressie

Genexpressie, ofwel het tot uiting komen van een gen, is geen statisch proces. Voor elk gen dat tot expressie komt, kan contact met een gebied veel verder op het chromosoom nodig zijn – bijvoorbeeld door vouwing. Als dat proces niet vlekkeloos verloopt, kan er van alles fout gaan. Zonder de expressie van cruciale genen kan een cel afsterven of in sommige gevallen zelfs een kankercel worden.

Hoe zo’n contact precies verloopt, en hoe dat uitmondt in bepaalde aandoeningen is het onderwerp voor volgende onderzoeken.

Bronnen: Nature Communications, Science Alert

Beeld: The University of Texas at Austin

De KIJK 50 jaar-special ligt nu in de winkel met daarin de spannendste, opmerkelijkste en grappigste verhalen uit de lange geschiedenis van het blad. Wil je deze editie liever bestellen? Dat kan ook in onze webshop.