Nieuw onderzoek van KU Leuven en Erasmus MC in Nederland heeft aangetoond dat cellen het verlies van genen op het X-chromosoom nauwkeurig kunnen compenseren. De studie biedt nieuwe inzichten in hoe cellen hun genetisch evenwicht behouden, wat perspectieven opent voor onderzoek naar genetische aandoeningen.
Elke gezonde menselijke cel bevat twee kopieën van elk chromosoom -met uitzondering van de geslachtschromosomen-, de structuur in de cel die DNA bevat. Elke cel telt 23 paar chromosomen.
Personen geboren met twee X-chromosomen worden als vrouw geboren, mannen dragen doorgaans een X- en een Y-chromosoom bij geboorte. Het is reeds geweten dat één van de twee X-chromosomen bij biologische vrouwen wordt geïnactiveerd. Tegelijkertijd wordt de activiteit van het enige actieve X-chromosoom verhoogd in alle cellen, zowel mannelijke als vrouwelijke.
Dat proces, 'X-chromosome upregulation' (XCU), moet het evenwicht bewaren met de andere chromosomen die wel in tweevoud aanwezig zijn. Hoewel XCU eerder werd beschreven, bleef het precieze mechanisme hierachter onduidelijk.
Het nieuwe onderzoek heeft dit nu in kaart gebracht bij muizenstamcellen. De wetenschappers gingen aan de slag met cellen die twee X-chromosomen bevatten, en verwijderden delen van één X-chromosoom. De onderzoekers gingen na of een specifiek DNA-segment op het X-chromosoom verantwoordelijk is voor het detecteren van genverlies.
"We verwachtten een soort 'compensatiecentrum' dat het hele chromosoom in evenwicht zou houden, maar dat bleek niet te kloppen", zegt professor Vincent Pasque (KU Leuven). "In plaats daarvan zagen we dat individuele genen of regio's het verlies van hun tegenhanger detecteren en daarop reageren."
De studie werpt nieuw licht op hoe cellen hun genetisch evenwicht behouden, zelfs wanneer stukken DNA ontbreken of inactief zijn. Dat is relevant voor aangeboren aandoeningen zoals het syndroom van Turner - waarbij één X-chromosoom ontbreekt - maar ook voor kankeronderzoek en vruchtbaarheidsbehandelingen, waar genen of chromosoomdelen vaak verloren gaan.
"Het is fascinerend dat cellen een soort interne 'weegschaal' lijken te hebben die gen per gen bijstuurt", zegt onderzoeker Ryan Allsop (KU Leuven). "Dat maakt de cel veerkrachtiger, maar roept ook vragen op over wat er gebeurt wanneer dat mechanisme faalt. Onze resultaten wijzen erop dat X-chromosomen een doeltreffend systeem hebben om genverlies te compenseren. Bij andere chromosomen lijkt die compensatie eerder minimaal - net genoeg om de cel in leven te houden, maar niet om een ziekte te voorkomen."
Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications.
bron: belga
Delen via e-mail