Springende genen maken deel uit van een epigenetisch mechanisme dat embryo’s een goede start geeft in het leven. Ze zijn dus lang niet zo overbodig als vroeger werd gedacht, schrijven Duitse en Amerikaanse onderzoekers in Nature Genetics.

Maria Elena Torres-Padilla en collega’s hebben het over het stadium van de bevruchting tot het moment dat het embryo arriveert in de baarmoeder. Op dat moment bestaat het uit totipotente cellen, die zich nog alle kanten op kunnen specialiseren. De gebruikelijke mechanismes, die de genetische expressie aanpassen aan het gekozen specialisme, werken dus nog niet.

In plaats daarvan lijkt de expressie te worden geregeld door een generiek mechanisme, dat gebaseerd is op long interspersed nuclear elements van het type LINE-1. Deze behoren tot de retrotransposons of ‘springende genen’, die in grote aantallen door het DNA verspreid zitten: bij mensen maken ze 17 % van de totale lengte uit, bij andere diersoorten vaak nog meer. Tot nu toe werden ze vooral beschouwd als ‘junk-DNA’.

Retrotransposons zijn geen genen in de gebruikelijke zin des woords maar ze kunnen wel degelijk worden afgelezen en omgezet in RNA. Bekend was al dat dat laatste in prille embryo’s veel frequenter gebeurt dan op latere leeftijd. Aangenomen werd dat dat een bijverschijnsel was van de aflezing van de échte genen. Om daar bij te kunnen moet immers de chromatinestructuur, waarin het DNA normaal gesproken zit opgerold, deels worden opengebroken.

Maar nu blijkt dat het omgekeerd werkt: de aflezing van de LINE-1-retrotransposons breekt het chromatine open en legt zo de echte genen bloot. Welke genen dat zijn, hangt dus grotendeels af van de locatie van de retrotransposons.

De onderzoekers hebben het geprobeerd met muizenembryo’s. Met synthetische transcriptiefactoren wisten ze de expressie van LINE-1 (de witte vlekken op de foto) te beïnvloeden. Inderdaad bleek de toegankelijkheid van de chromatinestructuur er sterk van af te hangen - en zowel te weinig als te véél toegankelijkheid verstoort de ontwikkeling van het embryo.

Het RNA, dat ontstaat bij aflezing van LINE-1, lijkt dan weer geen enkele rol te spelen - het draait allemaal om het afleesproces zelf.

Of het springen van LINE-1 naar andere posities in het DNA deel uitmaakt van de evolutionaire ontwikkeling van diersoorten, valt op grond van dit ene onderzoek nog niet met zekerheid te zeggen. Maar het zit er natuurlijk wel dik in.

bron: Helmholtz Zentrum München