Een retrotransposon gebruikt omgekeerde transcriptie om zich elders in het genoom opnieuw te vestigen (afb: WikiMedia Commons)

Het blijkt dat het genoom een systeem heeft om zich tegen interne vijanden te weren, zo ontdekten onderzoeksters rond Wenjing Qi van de universiteit van Freiburg (D). Dan gaat het vooral om de nogal ordeloze springende genen (retrotransposon/s/-en) in het (ook ‘ons’) genoom.
De onderzoeksters ontdekten hoe het retrotransposon LINE1 daarin een rol speelt. Het eiwit dat hoort bij dat springende gen zorgt voor de activering van het transposon. Tegelijkertijd zagen ze ook de cel, of eigenlijk het genoom, daarop reageert om tumorvorming of chronische ontstekingen te voorkomen.
Geheime diensten noemen agenten die jarenlang onopvallend in een samenleving leven ‘slapende organen’, die op een goede (?) dag tot handeling overgaan. Het menselijk genoom bevat duizenden van dergelijke slapende organen, bekend als retrotransposons.
Deze elementen – waarschijnlijk oorspronkelijk miljoenen jaren geleden overgebleven na virale aanvallen – beschikken slechts over minimale informatie om uit het genoom te springen en zich te vermenigvuldigen wanneer de gelegenheid zich voordoet. Ze gebruiken hiervoor de enzymmachinerie van menselijke cellen.

LINE1 is het meest voorkomende element. Het vormt bijna 20% van het gehele genoom (zeer waarschijnlijk het menselijke; as). Wanneer LINE1 actief wordt, kopieert het zichzelf en nestelt het zich opnieuw in het genetisch materiaal op een andere locatie, waardoor de blauwdruk van de cel wordt verstoord.
Dit kan soms gunstig zijn voor het brengen van diversiteit in het genoom, maar het kan gemakkelijk oncontroleerbaar worden, vooral bij progressieve tumoren. Bovendien kan actief LINE1 het afweersysteem van de cel waarschuwen, wat kan leiden tot chronische ontstekingen. De menselijke cel heeft daarom in de loop van de evolutie vele mechanismen ontwikkeld om juist deze activering te voorkomen. Hoe LINE1 zelf wordt gemobiliseerd, was tot nu toe grotendeels onbekend.
<h2`>Ontcijferd

De onderzoeksters hebben dat nu ontcijferd. LINE1 rekruteert hiervoor een cellulair eiwit, NRBP1. Deze voormalige (niet-functionele) kinase verloor zijn enzymatische functies in de loop van de evolutie door mutaties in zijn gen.
Omdat de ongecontroleerde verspreiding van LINE1 fundamenteel problematisch is voor de gastheercel, ontwikkelde de cel in de loop van de evolutie ook een tegenmaatregel. Een licht gewijzigde kopie van dat eiwit, NRBP2, markeert NRBP1, zodat het als afvalstof wordt herkend en afgevoerd.

NRBP2 moet de concurrentie tussen de twee eiwitten winnen om schade te voorkomen. Beide factoren waren voorheen alleen in de tumorbiologie opgemerkt vanwege hun verschillende betrokkenheid bij tumoren, zonder dat hun functies bekend waren. Een analyse van de evolutionaire geschiedenis van deze competitie laat zien dat de blokkerende functie van NRBP2 waarschijnlijk later in de evolutie is verworven om te ontsnappen aan de destructieve invloed van NRBP1 en LINE1.
Qi: “Onze resultaten tonen niet alleen de betrokkenheid van NRBP1/2 bij de ontwikkeling van menselijke tumoren aan, maar ze bieden ook inzicht in de regulerende details die in de loop van de evolutie door genduplicatie zijn ontstaan.”

Bron: idw-online.de