Voor liefhebbers: 5fC is in feite een tussenproduct in de demethylering van cytosine

DNA is opgebouwd uit vier basen, afgekort C, G, A en T. Synthetisch biologen experimenteren met niet-natuurlijke basen, om te voorkomen dat nieuwe synbiologische ‘constructen’ de natuur kunnen verstoren. De vraag is nu of dat een afdoende bescherming is. Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Cambridge (Eng) zijn er achter gekomen dat een, natuurlijke, variant (5-formylcytosine, afko 5fC) van een van de vier basen (C) zich blijkt te kunnen handhaven in het DNA van zoogdiercellen. Doorredenerend zou dat kunnen betekenen dat niet-natuurlijke basen geen garantie zijn voor de bescherming van het natuurlijke leven tegen vreemd DNA.
5-formylcytosine, een variant van de normale base cytosine, blijkt zich in muizenweefsel goed thuis te voelen in het DNA van de muizencellen. Wat de base precies doet is nog onbekend, maar de onderzoekers gaan er van uit dat de positie in het genoom zou betekenen  dat de base een belangrijke rol speelt in de genactiviteit. “We vinden die veranderingen op zeer specifieke plaatsen in het genoom”, zegt onderzoeker Martin Bachman, “de plaatsen die de genactiviteit reguleren. Het komt in elk weefsel voor, zij het heel weinig.” Dat moet ergens goed voor zijn, meent medeonderzoeker Shankar Balasubramanian. “Gedacht werd dat deze modificatie slechts tijdelijk was, maar wij vonden dat 5fC zeer stabiel is, dat het de genactiviteit regelt en mogelijk ook andere gebeurtenissen in de cel.”
De modificaties van de vier basen heeft invloed op de genactiviteit. Genen kunnen aan- en uit worden gezet. Dat gebeurt onder meer door (de)methylering. De tak van wetenschap die zich daar mee bezighoudt heet epigenetica. 5fC is dus ook zo’n ‘gemerkte’ base, die wordt gevormd als zogeheten TET-enzymen zuurstof toevoegen aan aan gemethyleerd DNA (de methylgroep hecht zich aan cytosine, de C, dus). De base werd in 2011 ontdekt en gedacht werd dat 5fC een overgangsvorm was die door enzymen zou worden verwijderd. Nu dat niet het geval blijkt te zijn, lijkt het wel of de onderzoekers meteen doorschieten naar de andere kant: dan moet de base wel een belangrijke rol vervullen in het genoom. Van niets naar ster.

5fC mag zich dan wel handhaven maar komt zeer weinig voor, nog het meest in de hersens, maar ook daar maar op slechts een van de honderdduizend C-plaatsen. De onderzoekers nemen aan dat 5fC het DNA voor eiwitten anders maakt. Bachman: “Normaal DNA wisselwerkt met bepaalde eiwitten en de aanwezigheid van 5fC zou die wisselwerking wel eens kunnen veranderen, direct of indirect, door de helix te vervormen. Een andere vorm betekent dat DNA verschillende eiwitten en transcriptiefactoren niet meer aantrekt, wat weer betekent dat de genexpressie verandert.”

Bron: Eurekalert