Enig idee hoe organen ontstaan (?)

De orgaanontwikkeling

De orgaanontwikkeling bij zoogdieren doorloopt een vast ‘genprogramma’ dat in het begin grotendeels overeenkomt (afb: Kaessmann-lab)

Het ontstaan van het leven en alles wat er omheen hangt is nog steeds omhangen met vele geheimen (ook al doen we of we daar zo veel van af weten). Zo is voornamelijk duister hoe organen zich in een embryo ontwikkelen. Onderzoekers van de universiteit in het Duitse Heidelberg hebben, geholpen door de modernste DNA-uitlezers, wat licht in die duisternis geworpen. Er lijkt een soort ‘genetisch programma’ te zijn dat bepaalt welke organen zich waar in de vrucht vormen dat zowel geldt voor mensen als ook een aantal andere zoogdieren.
Met de modernste uitleestechnieken hebben moleculair-biologen in Heidelberg de genactiviteit in diverse orgaancellen (hersens, hart, lever, nieren, teelballen en eierstokken) bepaald. Daaruit zou zijn gerold dat die een genactiviteitnetwerk (welke genen zijn wel en welke niet actief) dat zijn oorsprong zou hebben gehad in de evolutie van zoogdieren zo’n 200 miljoen jaar geleden (vraag me niet hoe ze dat bepaald hebben; as). Daarnaast bestudeerden ze de rol van zogeheten RNA-genen (die zogeheten lang niet-coderend

RNA ‘produceren’ en niet coderen voor eiwitten) in de ontwikkeling van een embryo. Ook daar weten we nog bitter weinig van.
De ontwikkeling van een embryo lijkt op het dirigeren van een ingewikkeld muziekstuk voor een groot orkest. Daarbij luistert alles zeer nauw. De activiteit van een groot aantal genen (=genexpressie) stuurt de ontwikkeling van een bevruchte eicel tot een volwaardig zoogdier. Tot nu toe werd daarbij alleen gekeken naar de activiteit van de genen die voor eiwitten coderen bij bepaalde organen in verschillende ontwikkelingsfases en dan vaak nog alleen bij muisjes. “Hoe het komt dat de verschillende organen van zoogdieren hun eigen grootte, structuur en functie hebben was voornamelijk onbekend”, zegt onderzoeker Henrik Kaessmann.
Met de nieuwste DNA-uitleestechnieken is ook te bepalen welke genen op een bepaald moment actief zijn (en hoe actief). De onderzoekers onderzochten de ontwikkeling van vroege embryo tot volwassenheid, bij mensen, resusaapjes, muisjes, ratten, konijnen, stinkdier en kip. Met die wat de onderzoekers volgende-generatietechnieken noemen (wat natuurlijk onzin is; as) zijn van meer dan 100 miljard expressiefragmenten van zowel eiwit- als RNA-genen bepaald van verschillende organen en zoogdieren. “Dat bood ons de mogelijkheid de veranderende genactiviteit in de loop van de (embryonale; as) ontwikkeling te meten en te vergelijken”, leggen medeonderzoekers Margarida Cardoso-Moreira en Ioannis Sarropoulos uit.

Computers

Al die bioinformatie werd met behulp van een computers en algoritmes geanalyseerd. Die analyse zou nieuwe inzichten hebben opgeleverd (alles is nieuw als het daarvoor niet bestond; as) in de orgaanontwikkeling van zoogdieren. Daarbij valt op dat de genactiviteitnetwerken in wezen overeenkomstig zijn bij de diverse zoogdieren (dus ook mensen). Dat zou dan betekenen dat die ‘regie’ al zo’n 200 miljoen jaar geleden tot stand zou zijn gekomen.

De onderzoekers vonden een verrassend groot aantal genen waarvan het activiteitenpatroon tussen de diverse bekeken zoogdieren aanzienlijk afweek. Die verschillen, ontstaan in de loop van de evolutie, zouden de verschillen in specifieke orgaaneigenschappen van de verschillende zoogdieren kunnen verklaren.
Zo achterhaalden de onderzoekers de genen die verantwoordelijk zijn voor de hersenontwikkeling voor mensen. Ook ontdekten ze dat een verrassend groot aantal RNA-genen een rol speelden bij het sturen van de ontwikkeling van een orgaan. Zoiets was niet eerder waargenomen.
De onderzoekers ontwaarden ook een patroon op een hoger niveau in het verloop van de genetische ‘programma’s’. In het begin van de orgaanontwikkeling (in de embryo) waren die programma’s tussen de diverse zoogdieren gelijk, maar gaandeweg gingen ze steeds meer afwijken. Hoe jonger de zoogdierembryo’s, hoe lastiger ze van elkaar waren te onderscheiden, constateerde Karl Ernst von Baer al in de negentiende eeuw. Kaessmann: “Wij zijn voor het eerst in staat geweest die opmerkelijke hypothese in de biologie te bevestigen met behulp van de modernste technieken.”
De onderzoekers rond Kaessmann hebben bij hun onderzoek brede ondersteuning gehad van onderzoekers uit China, Groot-Brittanniƫ, Portugal, Rusland, Zweden, Zwitserland en de VS.

Bron: EurekAlert

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.