Cohesine speelt een rol in het geheugen van de cel (afb. Cell)

Cellen hebben een geheugen, maar hoe dat werkt was nog niet bekend. Onderzoek aan het Zweedse Karolinska-instituut heeft tenminste een deel van die sluier opgelicht. Het blijkt dat eiwitringen die zich rond het DNA draperen deel uitmaken van het celgeheugen.
Cellen delen zich, pakweg, elke 24 uur. Het is wezenlijk dat de dochtercel een kopie is van de moedercel. Transcriptiefactoren, zoals veel in het leven zijn dat (een bepaald type) eiwitten, zorgen ervoor dat de cel een specifieke functie heeft en behoudt. Een spiercel blijft, na deling, een spiercel, een levercel een levercel enz. Het rare is dat bij elke celdeling het specifieke transcriptiefactorpatroon, dat dus borg staat voor het type cel, verdwijnt en dat dan zowel de moedercel als de dochtercel weer het juiste patroon moet zien te krijgen. Dat dat gebeurt is de zorg van het celgeheugen.
Zoals gezegd was tot voor kort, ondanks veel onderzoek, niet duidelijk hoe de cel dat klaarspeelt. “Het probleem is dat er in een cel zoveel DNA is dat het voor transcriptiefatoren onmogelijk is om in korte tijd hun weg terug te vinden”, zegt Jussi Taipale van het Karolinska-instituut en van de universiteit van Helsinki. “Nu hebben we een mogelijk mechanisme gevonden dat verklaart hoe het celgeheugen werkt, dat de cel helpt onthouden waar de transcriptiefactoren zich moeten binden.” De onderzoekers hebben de resultaten van hun onderzoek gepubliceerd in het blad Cell.
Het bleek uit hun onderzoek dat een groot eiwit, cohesine genaamd, zich als een ring om beide DNA-strengen ‘drapeert’, die gevormd worden bij de celdeling. Die eiwitringen markeren de plaatsen op het DNA waar de transcriptiefactoren waren gebonden. De eiwitringen vormen geen beletsel voor de, andere, eiwitten die zorgen voor de verdubbeling van de strengen (de replicatie). Er is dan maar één ring nodig om de juiste hechtingsplaatsen voor de transcriptiefactoren op twee DNA-strengen te markeren. Om er helemaal zeker van te zijn dat het gaat zoals de onderzoekers denken dat het gaat, is meer onderzoek nodig. “Maar de uitkomsten van de experimenten ondersteunen ons model”, stelt mede-onderzoeker Martin Enge. De onderzoekers hebben ook ‘kaarten’ gemaakt van de transcriptiefactorpatronen van de diverse cellen in het lichaam, de uitgebreidste tot nu toe.
Transcriptiefactoren spelen niet alleen een belangrijke rol in het vastleggen van het celtype, maar kunnen, dat is de andere kant van de medaille, een rol spelen bij het ontstaan en voortwoekeren van, al of niet erfelijke, ziektes. De ontdekking dat cohesine praktisch aan alle regelsequenties op het DNA bindt, zou van dat eiwit een aanwijzer kunnen maken welke delen van DNA ziekteverwekkende mutaties bevatten. “Nu analyseren we eigenlijk alleen de DNA-sequenties in de genen, ongeveer 3% van het genoom. De meeste locaties die kanker kunnen veroorzaken liggen elders”, zegt Enge. “We kunnen die niet op een betrouwbare manier analyseren, daar is het DNA-molecuul simpelweg te groot voor. Door nu alleen die sequenties te analyseren die aan cohesine binden, ruwweg 1% van het genoom, zou het ons mogelijk maken om aparte mutaties te analyseren en ons veel beter in staat stellen die schadelijke mutaties te identificeren.”

Bron: Science Daily