Het DNA-molecuul zit met zijn 1,8 m in een kern gepropt van 10 micrometer

Ooit was de genetica een simpel rekensommetje dat door Gregor Mendel was ontdekt. De Nederlander Hugo de Vries maakte de boel een stuk ingewikkelder, maar met de ontdekking van de structuur van het DNA waren we er uit, dachten we. We zijn ons DNA en als we dat molecuul hebben ontcijferd hebben we de blauwdruk voor het leven. Niet dus. Er bleek nog zoiets als epigenetica te bestaan, waarbij genen aan- en uitgeschakeld worden en het wordt allemaal nog ingewikkelder. Ook de lussen het genoom doen er toe. Onderzoekers hebben dat ‘lussoom’ (nucleoom) voor het eerst enigszins in kaart gebracht.

DNA is een gigantisch molecuul dat uitgerekt 1,8 meter lang is. Dat hele gigantische molecuul moet in een celkern geplooid worden die maar zo’n 10 µm (1 µm=10^-6 m) groot is. Dat is een heel geplooi. Volgens onderzoeker Suhas Rao van het Baylor-instituut in Houston (VS) zal het lussoom leiden tot nieuwe inzichten in hoe een cel werkt. De onderzoekers ontdekten dat het DNA meestal zo wordt geplooid dat de genen dicht in de buurt komen van de delen van het DNA die het coderen van eiwitten door die genen regelen. Ongeveer de helft van de rond 10 000 lussen die de onderzoekers konden onderscheiden, waren hetzelfde voor negen celtypen, de rest was celafhankelijk. Het DNA wordt niet maar lukraak in de kern gepropt.
Het onderzoek levert ook inzicht op over de manier waarop de lussen ontstaan. Een eiwit met de naam CTCF bindt zich aan DNA en aan een ander CTCF-molecuul. Twee CTCF-moleculen brengen twee DNA-stukken bij elkaar, waardoor er een lus ontstaat. Het onderzoek heeft vijf jaar geduurd en wat nu is gepubliceerd is slechts een begin. De Amerikaanse gezondheidsorganisatie NIH heeft fondsen beschikbaar voor verder onderzoek in, onder meer, andere celtypen. Ons lijf kent er zo’n 200. Ook zou moeten worden bestudeerd wat er met de lussen gebeurt bij veroudering of bij ziektes.
Melissa Fullwood van het kankerinstituut in Singapore, die onderzoekt hoe het nucleoom verandert bij kanker, vindt het verbazingwekkend dat Rao’s onderzoek zo’n hoge resolutie heeft. “Dit zijn de eerste stappen. In de toekomst zal dat moeten gebeuren bij veel verschillende celtypes.” Ze denkt dat kankercellen in de toekomst niet alleen op mutaties zullen worden bekeken, maar ook op veranderingen in het lussoom, waardoor genen aan- of uitgeschakeld kunnen worden.

Bron: New Scientist