Genoom en transcriptoom van een cel af te lezen

Celdeling en mutaties

Door celdeling ontstaan fouten. Ook zuigelingen hebben al een groot aantal genetisch enigszins afwijkende cellen (afb: Tarryn Porter)

Onderzoekers van de Katholieken Universiteit Leuven en van de universiteit van Oxford (VK) hebben een techniek ontwikkeld waarmee tegelijkertijd het genoom is af te lezen en het zogeheten transcriptoom), het totaal aan boodschapper-RNA-moleculen in een cel. Dat is mogelijk in een enkel cel. Ze deden dat voor ruim 200 menselijke en muizen cellen en kwamen er zo achter dat als een cel na deling een chromosoom wint of verliest, delen van het DNA actiever of minder actief worden. Het vermoeden bestond al, maar niet de methode om dat waar te nemen, zo stellen de onderzoekers.
Actieve genen worden afgeschreven op boodschapper-RNA dat als mal dient voor een in het ribosoom gefabriceerd eiwit. Het transcriptoom wordt bepaald door te kijken welke boodschapper-RNA-moleculen, in welke hoeveelheden in een cel aanwezig zijn. “Door tegelijk naar het genoom en het transcriptoom te kijken in een cel, beginnen we te zien wat de functionele gevolgen van genetische variaties zijn”, zegt Thierry Voet van de KU Leuven. “Deze technologie maakt het ons mogelijk de genetische heterogeniteit in gezonde en in zieke weefsels beter in het vizier te krijgen, waardoor, bijvoorbeeld, het duidelijker wordt waarom er zoveel verschillende kankercellen zijn in een tumor en de problemen om die ziekte te behandelen.”
De G&T-sequentietechniek (G staat voor genoom en T voor transcriptoom) maakt het mogelijk zaken tegelijk te doen. Dat is mooi. De grote taak schijnt nu te zijn de techniek ‘op te voeren’. “Om die heterogeniteit van cellen te kunnen vatten”, zegt medeonderzoeker Iain Macaulay van het Sanger-instituut van de Wellcome Trust, “moeten we naar het genoom en het transcriptoom van honderdduizenden cellen tegelijk kunnen kijken. De kosten van het uitlezen van de sequentie dalen, waardoor dit soort grootschalige projecten ook binnen het bereik komen. Daardoor zullen we in een ongeëvenaard detail de diversiteit en de ontwikkeling in menselijke cellen kunnen zien.”

Om de G&T-sequentietechniek te beproeven lazen de onderzoekers twee cellijnen van dezelfde persoon uit, een van borstkankercellen en een ander van normale bloedcellen. De normale cellen hadden, zoals verwacht, in overgrote meerderheid twee chromosoomkopieën, terwijl dat in de kankercellen vaak niet het geval is. De transcriptomen van de kankercellen bleken ook heel verschillend van die van normale cellen. De onderzoekers zagen ook een nog niet eerder waargenomen chromosoomsamensmelting in de borstkankercellijn. Na de afwijkingen in de RNA-gegevens te hebben waargenomen, werd het transcriptoom van drie cellen verder geanalyseerd in een sequentiemachine, die geëigend is voor het uitlezen van lange reeksen genetische codes. Daar kwam uit naar voren dat twee genen afkomstig van verschillende chromosomen waren samengesmolten. Omdat de genomen van de cellen parallel werden uitgelezen kon de plaats waar de twee genen waren samengesmolten worden gelokaliseerd. Bij de gezonde bloedcellen bleken vier cellen drie exemplaren van chromosoom 11 te hebben. Dat werd duidelijk uit de RNA-gegevens, die in de richting van chromosoom 11 wezen. Voorheen waren dit soort zaken lastig waar te nemen. De G&T-techniek wordt ook gebruikt om een beter inzicht te krijgen in de ontwikkeling van de vrucht. De onderzoekers vergeleken vroege muizenembryo’s en vergeleken die met muizenembryo’s die chemisch waren behandeld waardoor de chromosomen zich verkeer opsplitsten. Weer bleek dat als cellen chromosomen verliezen of erbij krijgen, dat dat onmiddellijk effect heeft op de genexpressie, zelfs na een enkele celdeling.   De onderzoekers hopen en verwachten dat met behulp van deze techniek een beter inzicht te krijgen in allerlei ziektes.

Bron: Science Daily

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.