Zo ongeveer koppelen versterkers (2) aan het te activeren gen (3). Het enzym RNA-polymerase (7) zorgt voor het kopiëren van het gen in boodschapper-RNA (afb: Wiki Commons)
Maar een klein deel van DNA codeert voor eiwitten, de rest is troep (junk) dacht men ooit. Dat blijkt inmiddels niet waar te zijn, maar hoe dat nu wel in elkaar steekt is nog verre van duidelijk. Onderzoekers van de Gladstone-instituten in San Fransisco (VS) hebben een techniek bedacht, TargetFinder gedoopt, om dat zogenaamde ’troep-DNA’ van het menselijke genoom te kunnen interpreteren in de hoop en verwachting dat dat iets oplevert om tot nu toe moeilijke geneesbare ziektes te kunnen behandelen.
In hun studie keken de onderzoekers naar stukjes DNA die de activiteit van genen regelen, de zogeheten versterkers of enhancers. Versterkers lijken een soort handleiding voor genen, die bepalen wanneer en waar genen geactiveerd worden. Die stukjes DNA hoeven niet noodzakelijkerwijs in de buurt van de genen te zitten die ze regelen. Soms zitten ze zelfs op een ander chromosoom. “De meeste genetische mutaties die geassocieerd worden met ziektes, komen voor in de enhancers. Het zijn dus belangrijke studieobjecten”, zegt onderzoekster Katherine Pollard. “Tot nu toe hadden we problemen om te begrijpen die versterkers die ver afgelegen genen vinden waar ze invloed op hebben.”
Het idee was dat versterkers vooral genen in hun buurt bedienen, maar dat blijkt dus niet zo. Die kunnen wel miljoenen DNA-letters (de A, C, G en T) verwijderd zijn van het gen dat ze beïnvloeden, terwijl tussenliggende genen worden overgeslagen. Als de versterker contact maakt dan vormen gen en enhancer een lus. Met behulp van kunstmatige intelligentie analyseerden de onderzoekers honderden gegegevensverzamelingen van zes verschillende celtypen om patronen te achterhalen in het contact tussen gen en enhancer. Ze ontdekten verschillende patronen op de lussen die beide verbinden. Die vertelden de onderzoekers veel over de wisselwerking. “Het is opmerkelijk dat we ingewikkelde driedimensionale wisselwerkingen kunnen voorspellen op basis van vrij eenvoudige gegevens”, zegt biostatisticus Sean Whalen. “Niemand heeft ooit naar de informatie gekeken die je op de lussen kan vinden en we waren verbaasd te ontdekken hoe belangrijk die informatie is.”
Om achter alle gen/versterker-combinaties te komen zou met de huidige technieken een hoop geld en moeite kosten. Met deze nieuwe benadering zou dat allemaal veel goedkoper en sneller kunnen gaan, denken de onderzoekers. TargetFinder zou ook inzicht verschaffen hoe die verbindingslussen tussen versterker en gen zich vormen en hoe die, mogelijk, verbroken raakt bij ziekte. De onderzoekers stellen hun onderzoeksresultaten gaarne (en gratis) ter beschikking van hun onderzoekscollega’s. “We kunnen zo goed voorspellen welke genen enhancers versterken dat we mutaties in die versterkers kunnen koppelen aan de genen die ze beïnvloeden”, zegt Pollard. “Als je dat verband hebt is dat een eerste stap om deze verbindingen te gebruiken om ziektes te behandelen.” Ik help het haar hopen. Overigens is het interessant dat de genoemde Gladstone-sinstituten, verbonden aan de universiteit van Californië, zich richten op ongeneeslijke ziektes van de hersens, het hart en het afweersysteem.
Bron: EurekAlert