Niet eens zo heel lang geleden, zo rond de eeuwwisseling, werd gedacht dat als we eenmaal het DNA hadden ontcijferd we het geheim van de blauwdruk van het leven zouden kennen. Niets is minder waar. Het DNA-molecuul stelt onderzoekers nog steeds voor raadselen. Een van die raadsels wordt gevormd door wat genoemd worden springende genen (of transposonen) die niet erg honkvast zijn in het genoom. Er zijn zo’n 4’5 miljoen van die ‘springers’ in ons genoom en stukje bij beetje wordt hun rol in het ingewikkelde DNA-‘complex’ onthuld. Onlangs ontdekten EPFL-onderzoekers dat zinkvingers een cruciale spelen in het intomen van die springers.
Transposonen bevatten vaak basevolgordes waaraan transcriptiefactoren hechten. Transcriptiefactoren zijn dan weer eiwitten die de transcriptie van een gen op boodschapper-RNA regelen, de eerste stap in wat heet genexpressie. Doordat die transposonen in het genoom rondzwerven verplaatsen die bindingsplaatsen zich steeds, wat de springers tot een bron van genoomveranderingen (=evolutie) maakt.
Dat betekent echter ook dat al dat gespring nadelig kan zijn voor het organisme. Er kunnen mutaties ontstaan waar het organisme aan ten onder kan gaan. De vraag is hoe die transposonen in toom kunnen worden gehouden zonder dat ze hun regelvermogen verliezen. Althans dat was de vraag die Didier Trono en zijn medeonderzoekers van de polytechnische hogeschool in Lausanne (EPFL) zich stelden.
Ze gingen op zoek en vonden een eiwitfamilie die wordt aangeduid met KZFP (een met Krüppel geassocieerde doos met zinkvingers ook wel zinkvingers met een KRAB-domein genoemd!; as) die fungeren als ‘beheerders’ van de regelsequenties in de springende genen.
Als het genoom in een bevruchte eicel wordt geactiveerd, dan zijn de transposonen de eerste die actief worden. De EPFL-onderzoekers ontdekten dat de KZFP-eiwitten die transposonelementen snel het zwijgen opleggen, waardoor hun invloed op de vroege ontwikkeling van de vrucht zo klein mogelijk wordt gehouden. Die elementen zullen later bij de ontwikkeling van volwassen weefsel weer een rol gaan spelen.
KZFP-eiwitten spelen dus een essentiële rol in de manier waarop de genactiviteit wordt gestuurd. Dat doen ze door regelelementen van transposonen op te nemen in het ’transcriptienetwerk’, stellen de onderzoekers.

Eigenaardigheid

“Ons onderzoek laat zien dat wat lang beschouwd werd als een eigenaardigheid van de natuur, vijanden tot vrienden maakt”, zegt Trono. “KZFP-eiwitten veroordelen transponeerbare elementen niet alleen maar tot eeuwige stilte, maar passen hun geweldige vermogen tot sturing aan ten gunste van het genoom. Onze resultaten tonen echter eveneens aan dat afwijkingen in dit proces kunnen leiden tot fatale gevolgen in de vroegste embryonale ontwikkeling.”

Bron: EurekAlert