Wij mensen denken dat we dagelijks met ingewikkelde problemen te maken hebben, maar je zal maar onderdeel van een cel zijn. Een cel van een mens heeft zo’n 20 000 genen en daarnaast nog een heleboel sequenties op het DNA voor de aanmaak van andere moleculen die de boel aan de gang houden in zo’n cel. Hoe en wanneer genen actief worden is wel zo’n beetje bekend, maar hoe werkt dat precies? Onderzoekers hebben nu wat meer zicht gekregen op zogeheten transcriptiefactoren, eiwitten die bij het aflezen van genen een belangrijke rol spelen.
Transcriptiefactoren binden aan bepaalde delen van DNA en activeren daarmee een gen. Dat betekent dat de DNA-code ter plaatse wordt gekopieerd op boodschapper-RNA dat weer dient als ‘mal’ voor een eiwit. Hoe weten die transcriptiefactoren waar ze heen moeten en wanneer hun tijd gekomen is? Daar schijnen onderzoekers van het Max Planckinstituut nu wat meer inzicht in gekregen te hebben. Het bleek hun dat duizenden transcriptiefactoren daarbij samenwerken. Ze ‘bevochtigen’ gezamenlijk het oppervlak van het DNA-molecuul in de vorm van druppeltjes die in staat zijn de bindingsplaatsen op DNA te vinden.
De ‘beslissing’ om een gen te activeren wordt genomen door een ingewikkeld netwerk van regeleiwitten (die transcriptiefactoren, dus). Die binden aan korte stukjes DNA, noodzakelijk voor de activering van het nabijgelegen gen.

Hoe ze die plekken herkennen ontdekten de onderzoekers door gebruik te maken van zogeheten optische pincetten. Bij die techniek worden lasers gebruikt als een soort pincet gebruikt om kleine objecten, zoals een DNA-molecuul, te onderzoeken. “We combineerden die ‘pincetten’ met confocale microscopie om naar het afzonderlijke DNA te kunnen kijken”, legt Jose Morin uit. “Met die microscoop kunnen je zien waar de transcriptiefactoren binden aan het DNA en eiwitcondensaten (die druppeltjes; as) vormen. Dat we dat per DNA-molecuul konden doen bood ons die mogelijkheid dat zien, die anders zou worden bemoeilijkt door de complexiteit van een levende cel.”

Medeonderzoeksters Sina Wittmann vult aan dat ze daardoor begrepen hoe die transcriptiefactoren met elkaar communiceren. “Ze ondergaan bevochtigingsovergang om vloeistofachtige druppeltjes te vormen, net zoiets als de druppeltjes op je badkamerspiegel na een bad. Deze condensaten zijn gevuld met duizenden transcriptiefactoren. Tezamen kunnen ze de juiste plaats bepalen om het DNA te kopiëren.”

Wat?

Ik geloof vast dat de onderzoekers een geweldige ontdekking hebben gedaan, maar het persbericht is me toch al te vaag. Het gaat er natuurlijk niet alleen om hoe die transcriptiefactoren ‘in commissie’ de juiste plek op het DNA vinden, maar welk mechanisme zorgt er voor dat die druppeltjes worden gevormd met dat bepaalde doel voor ogen (het activeren van dit of dat gen)? Ik houd het er maar op dat hiermee een klein stukje van de geheimen van de activering van de genen is opgelost.

Bron: Science Daily