Fruitvliegjes

Het (mannelijke) Y-chromosoom is zelfs met de nieuwste uitleestechnieken slechts met grote moeite te ‘ontcijferen’. Het is dan ook nog geen uitgemaakte zaak welke genen zich op dat kleine chromosoom bevinden. Bovendien zou dat door mutaties voortdurend chromosoom in verval zijn. Onderzoekers van de Weense VetMed-universiteit zouden er met een nieuwe analysemethode in geslaagd zijn het Y-chromosoom van fruitvliegjes te ontcijferen. Daarbij bleek dat genen van andere chromosomen op dat chromosoom in verval overstappen. Het gaat dan niet (alleen) om ‘DNA-troep’, maar wel degelijk ook om functionele genen.
Normaal heeft een chromosoom ook zijn tegenhanger. Van het Y-chromosoom is er maar een (vrouwen hebben twee X-chromosomen). Daardoor vindt er, zoals normaal bij chromosomen, ook geen recombinatie plaats, de uitwisseling van genetisch materiaal tussen de chromosomen. Daardoor is het ook veel moeilijker om schadelijke mutaties van dat chromosoom in verval te verwijderen dan bij andere chromosomen en worden genen op dat stuk DNA het meest met de ondergang bedreigd.

Eerder onderzoek bij fruitvliegjes had uitgewezen dat er wel degelijk nieuwe genen op het Y-chromosomen terecht kunnen komen. De snelheid waarmee dat zou gebeuren werd als uiterst laag ingeschat: een overdracht in tienmiljoen jaar. De VetMed-onderzoekers (Vet staat voor veterinair en Med voor medisch) kon met hun nieuwe analysetechniek meer klaarheid geven over de dynamiek van die genoverdracht. Bij fruitvliegjes zou de genoverdracht tien keer groter zijn dan tot nu toe aangenomen. Enkele van die genen schijnen zelfs belangrijke functies te hebben in het leven van de fruitvliegjes.

Lastig

De decodering van het Y-chromosoom schijnt zeer lastig te zijn. Dat chromosoom telt maar weinig functionele genen die dan ook nog eens ingebed liggen in moeilijk te lezen, repetitieve stukken DNA, de ’troep’. “De Drosophila melanogaster (de Latijnse naam van het fruitvliegje; as) zijn maar zeven functionele genen op het Y-chromosoom waargenomen. We vermoeden echter dat er meer moeten zijn, ook het aantal transferraten, de van andere chromosomen afkomstige genen, de GeTY’s, waarnaar we op zoek waren”, zegt onderzoeker Ray Tobler..
De truc van de onderzoekers is het DNA van fruitvliegjes te analyseren die uit inteelt zijn voortgekomen. Die onderscheiden zich alleen in de sequentie van het Y-chromosoom. Tobler: “We zochten eerst naar varianten bij de mannetjes, die er bij de vrouwtjes niet waren. Daardoor konden we de overgedragen genen aanwijzen via zogeheten retrokopieën, waarbij het RNA-transcript van een gen in het chromosoom is ingebouwd.” Een RNA-transcript is een enkelstrengig stuk RNA dat een kopie is van een gen. Nooit geweten dat die zonder problemen in het DNA worden ingebouwd.

Alle tot nu toe beschreven genoverdrachten naar het Y-chromosoom betroffen stukken van een chromosoom (genen, dus) , niet van een RNA-transcripten. “Door het grote aantal geconstateerde genoverdrachten konden we statistisch bewijzen dat er verschillen bestaan tussen de Drosophila-soorten”, zegt medeonderzoeker Christian Schlötterer. “Alleen in de zeer verwante D. mauritania en D. simulans hebben we genen gevonden die afkomstig zijn van een RNA-transcript. Dat duidt op soortspecifieke overdrachtsmechanismen.”

Verrassing

Het was voor de onderzoekers een verrassing dat vier van de 25 nieuw op het Y-chromosoom overgedragen genen daar een belangrijke functie vervulden. Tobler: “Omdat die nieuwe genen in alle specimen van een soort kunnen worden gevonden, is het de vraag welke functies die nieuwe Y-chromosoomgenen hebben.” Het is onduidelijk hoe lang die nieuwe genen ontkomen aan het verval door mutaties.

Aangezien de nieuwe analysemethode van de ‘Weners’ geen referentiegenoom nodig heeft, biedt die grote mogelijkheden de dynamiek van het Y-chromosoom ook bij andere soorten te onderzoeken, denken de wetenschappers. “Ik verwacht nog veel spannende dingen”, zegt Schlötterer.

Bron: Alpha Galileo