Stamcellen verrassend anders gemethyleerd

Het DNA van embryonale menselijke stamcellen is duidelijk anders gemethyleerd dan wetenschappers van DNA gewend zijn. Dat werpt een nieuw licht op de manier waarop zulke stamcellen ongespecialiseerd weten te blijven, zo melden Amerikaanse onderzoekers op de website van Nature.

Joseph Ecker (Salk Institute, San Diego) en collega’s hebben dit onderdeel van het menselijk epigenoom voor het eerst tot op basenparenniveau nauwkeurig in kaart gebracht. Tot nu toe waren daar alleen wat losse flarden informatie over beschikbaar, bijvoorbeeld in verband met bepaalde vormen van kanker die kunnen worden afgeremd door lokaal in het epigenoom in te grijpen.

Methylering is een essentieel epigenetisch regelmechanisme. Het wil zeggen dat cytosine, een van de vier componenten van DNA, wordt voorzien van een extra methylgroep. Dat maakt het DNA ter plekke moeilijker afleesbaar, waardoor het desbetreffende gen in mindere mate tot expressie komt.

Normaal gesproken worden alleen cytosinebouwstenen gemethyleerd, die direct naast guanine zitten. Bij cytosines op een andere plek is het ook wel eens waargenomen, met name in stamcellen, maar tot nu toe werd aangenomen dat dat eigenlijk een uitzondering was.

Ryan Lister, een van Eckers postdocs, heeft nu echter voor het eerst een high-throughputmethode ontwikkeld waarmee je binnen aanvaardbare tijd van elke cytosinebase in het menselijk genoom kunt vaststellen of hij gemethyleerd is of niet. Die methode is vervolgens losgelaten op twee celtypen: huidcellen (fibroblasten) en embryonale stamcellen.

Resultaat: bij de fibroblasten zijn inderdaad vrijwel alleen maar cytosines gemethyleerd die naast guanine zitten. Maar bij de stamcellen zit maar liefst een kwart van de gemethyleerde cytosines op een andere positie. Zodra ze zich specialiseren, valt dat deel van de methylering prompt weg. Omgekeerd, wanneer je fibroblasten herprogrammeert zodat ze zich als pluripotente stamcellen gaan gedragen, verandert de methylering eveneens mee.

Duidelijk is dus dat het methyleringsmechanisme veel ingewikkelder is dan tot nu toe werd aangenomen. Wat dit precies betekent voor het kankeronderzoek is nog niet duidelijk.

bron: Salk Institute