Een van de kleinste menselijke chromosomen, geslachtschromosoom Y, is volledig in kaart gebracht. Een wetenschappelijke mijlpaal.

Het is een internationale groep van wetenschappers na jaren gelukt om het mannelijk geslachtschromosoom volledig door te lichten. Met die complete blauwdruk kunnen onderzoekers talloze genetische variaties, die menselijke eigenschappen en ziektes kunnen beïnvloeden, identificeren en bestuderen.

Lees ook:

• ‘Het Humane Genome Project is eindelijk afgerond’
• Sofie Claerhout: ‘Het Y-chromosoom verraadt hoe nauw verwant mannen zijn’
• Waarom hebben chromosomen de vorm van een X?

Chromosomen

Ons genetisch materiaal (DNA) ligt opgeslagen in chromosomen in de kernen van onze cellen. Wij mensen hebben 46 chromosomen, verdeeld over 23 paren. De helft van de chromosomen is afkomstig van de moeder, de andere helft van de vader. De paren 1 tot en met 22 zijn voor mannen en vrouwen gelijk, het 23^ste paar is anders: dat bevat de geslachtschromosomen. Vrouwen hebben twee X-chromosomen, mannen een X- en een Y-chromosoom.

Laatste puzzelstuk

Vorig jaar kondigden wetenschappers van het National Human Genome Research Institute (NHGRI) met veel bombarie aan dat ze eindelijk het volledige menselijke genoom (de genetische samenstelling) in kaart hadden gebracht. Zes verschillende wetenschappelijke papers verschenen erover in het toonaangevende blad Science.

Dat werk werd echter gedaan met twee X-chromosomen, waardoor het Y-chromosoom, het laatste puzzelstukje, nog altijd ontbrak. Met behulp van een donor met zowel een X- als een Y-chromosoom heeft het Telomere-to-Telomere (T2T) consortium, waar het NHGRI deel van uitmaakt, nu de volledige sequentie van het Y-chromosoom te pakken. Met de sequentie wordt de volgorde van de nucleotiden, de bouwstenen van het DNA, bedoeld.

Herhaling, herhaling

Dat chromosoom Y zo lastig te bestuderen was, komt doordat het een complexe structuur heeft met veel herhalingen, legt geneticus Lude Franke, niet betrokken bij de studie, uit. “De conventionele technieken verslikten zich in deze herhalingen, ook wel repeat sequences genoemd.”

Zelf vergelijken de wetenschappers het met een boek proberen te lezen dat in stroken is geknipt. Als alle zinnen in het boek uniek zijn, is het makkelijker om de volgorde ervan te bepalen. Maar als dezelfde zin duizenden of miljoenen keren wordt herhaald, is de oorspronkelijke volgorde van de stroken veel minder duidelijk. Hoewel alle menselijke chromosomen herhalingen bevatten, bestaan ongeveer 30 miljoen letters van het Y-chromosoom uit herhalende reeksen. En dat maakte het lange tijd onmogelijk om te lezen.

De reden waarom het nu wel is gelukt het mannelijk geslachtshormoon te ontcijferen, heeft dus alles met techniek te maken. Voorheen konden onderzoekers telkens maar korte stukjes van iemands genetische volgorde – de sequentie – aflezen. Franke: “Met ‘long-read sequencing’ kun je nu veel langere stukken DNA in één keer goed uitlezen, en ze als een legpuzzel goed naast elkaar leggen, zonder fouten.”

Zeldzame ziektes

Interessant, zo’n blauwdruk van één chromosoom, maar wat hebben we eraan? Franke: “Voor ziektes die door veranderingen in het DNA op chromosoom Y worden veroorzaakt is zo’n complete en correcte kaart erg belangrijk om zulke mutaties op te sporen en dus verklaringen te vinden waarom sommige mannen een (ernstige) ziekte hebben. Deze studie zal daarom de komende jaren helpen bijdragen aan het opsporen van de oorzaken van ziekte, wat erg belangrijk kan zijn bij de behandeling van met name zeldzame aandoeningen.”

Bronnen: Nature (1), Nature (2), NHGRI, Johns Hopkins University via EurekAlert!

Beeld: Andrew Syred/SPL/ANP

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!