Chromosomen zijn het grootste deel van de tijd helemaal niet X-vormig. Ze vouwen zich veel ingewikkelder en het beeld kan van cel tot cel verschillen, melden Britse en Israëlische onderzoekers die de werkelijke vormen voor het eerst in beeld hebben weten te krijgen.

Die X-vorm zie je in de praktijk alleen in een cel die op het punt staat zich te delen. Dat is tevens het moment dat de chromosomen zich het duidelijkst aftekenen tegen hun omgeving zodat je er een mooie microscoopopname van kunt maken. Vandaar het misverstand.

De ‘single cell Hi-C’- methode, die deze week in Nature is gepubliceerd, is een ingenieuze manier om de vorm van chromosomen te reconstrueren zonder dat je ze kunt zien.

Zo’n chromosoom vormt in eeste instantie een ketting van chromatinecomplexen, dat zijn eiwitten waar een stukje DNA omheen gedraaid zit. Single cell Hi-C komt er op neer dat je een reagens toevoegt dat crosslinks vormt tussen chromatinecomplexen, die toevallig vlak naast elkaar liggen. De volgende stap is dat je de chromosomen enzymatisch opknipt tot kleine stukjes, die je massaal door de sequencer haalt.

Uiteraard heb je de ongecrosslinkte chromosomen van tevoren al eens gesequenst, zodat je de DNA-code exact in beeld hebt.

Voor een deel zullen de gesequenste stukjes bestaan uit twee afzonderlijke chromosoomfragmenten met zo’n crosslink er tussen. Door die fragmenten terug te zoeken in de DNA-code, kun je dus afleiden welke fragmenten van welke chromosomen vlak naast elkaar moeten hebben gelegen op het moment dat je met crosslinken begon. Daaruit volgt ten eerste hoe de chromosomen zich oprollen (uit de crosslinks tussen twee delen van hetzelfde chromosoom) en ten tweede hoe ze zich verspreiden door de celkern (uit crosslinks tussen verschillende chromosomen).

Uiteraard moet je daarvoor wel honderdduizenden crosslinks bekijken en er ook nog een 3D-plaatje uit destilleren, maar daar hebben we tegenwoordig computers voor.

Vergelijkbare technieken zijn al eerder gepresenteerd, onder de namen 3C, 4C en 5C. Maar die technieken middelden de resultaten uit van de chromosomen uit een complete celcultuur. Single cell Hi-C - de naam zegt het al - analyseert het materiaal uit één enkele celkern, zodat je voor het eerst ook verschuillen tussen die cellen onderling kunt zien.

Er komt dus ten eerste uit dat chromosomen eerder klontjes zijn dan X-jes. Daar zit een regelmechanisme voor de genetische expressie in verstopt: de meest actieve stukken DNA zitten aan de buitenkant.

En het tweede punt is dat de chromosomen niet willekeurig in de kern blijken te liggen maar aan een soort territoriumvorming doen, waarbij elk chromosoom maar met een paar andere chromosomen in aanraking komt. Het gekke is dat die territoria van cel tot cel lijken te verschillen; hoe dat werkt, is nog volmaakt onduidelijk.

bron: Nature, BBSRC