Hoe ontwikkelt een bevruchte eicel zich tot een volgroeide zuigeling? Dat is een gevolg van een uiterst fijnzinnig staaltje van meet- en regeltechniek. Onderzoekers van het Britse Babraham-instituut hebben geprobeerd te achterhalen hoe die molecuulknoppen werken en ontdekten dat het eiwitcoplex PRC2 in de celontwikkeling een belangrijke rol in speelt (pdf-bestand). Dan wordt er natuurlijk meteen weer gesproken welke mogelijkheden deze nieuwe kennis biedt op het gebied van regeneratieve geneeskunde.

Tijdens de ontwikkeling van een embryo en de specialisering van de stamcellen is een verfijnd meet- en regelsysteem onontbeerlijk. De juiste genen moeten op tijd in de juiste cellen worden in- of uitgeschakeld. In dat proces speelt het polycomb repressief complex 2, het al genoemde PRC2, een belangrijke rol. Dat zorgt er voor dat de genen uitgeschakeld blijven totdat ze nodig zijn. Uit eerdere studies was al bekend dat dat eiwitcomplex bij de ontwikkeling van de fruitvlieg en de muis niet onbelangrijk is, maar hoe dat bij de mens zit of bij de specialisering van de cellen was nog duister.
De onderzoekers gebruikten de genoombewerkingstechniek CISPR/Cas9 om de genen die coderen voor dat complex uit het embryonale genoom te knippen. Daardoor werden in die embryonale cellen genen aangezet die normaal niet meedoen. Opmerkelijk is dat veel van die ingeschakelde genen een rol spelen in de differentiëring tot gespecialiseerde cellen. PRC2 houdt die genen in in de eerste embryonale fase uitgeschakeld.

Ook ontdekten de onderzoekers dat de kwaliteit en de stabiliteit van embryonale stamcellen in gevaar komt als een stel genen ten onrechte werden ingeschakeld. Embryonale stamcellen die PRC2 misten waren niet in staat zich normaal tot gedifferentieerde cellen te ontwikkelen.
“Dit is opmerkelijk want de genactiviteit bij de menselijke embryo’s wordt door dezelfde moleculaire schakelaars gestuurd als bij andere soorten”, zegt onderzoeker Peter Rugg-Gunn. “We hebben ook wat verschillen gezien bij de mens in de manier waarop embryonale stamcellen reageren op ontregelde genen. Dit geeft nieuwe feiten over de celontwikkeling van onze eigen soort en zou iets kunnen betekenen voor het omzetten van stamcellen in bepaalde celtypen, zoals die in het hart of de alvleesklier als vervanging van beschadigde cellen.”
Ik zit nog wel met een vraag, met veel vragen eigenlijk. Hoe werkt dat complex zodat dat genen kan de-/activeren? Hoe weet PRC2 welke genen moeten worden in- of uitgeschakeld en zit er een klokje in dat complex? Misschien heel domme vragen, maar ik vraag ze me toch af.

Bron: Alpha Galileo