5-hydroxymethylcytosine speelt inderdaad een rol bij de regeling van genetische expressie. Kan niet anders wanneer je ziet hoe het over het DNA is verdeeld, melden Amerikaanse onderzoekers in Nature Neuroscience.

Wat die rol precies is, weten ze intussen nog steeds niet.

Dat DNA van nature 5-hydroxymethylcytosine (5-hmC) bevat, werd begin 2009 ontdekt. Net als het al veel langer bekende 5-methylcytosine (5-mC) is 5-hmC een ‘epigenetische’ modificatie op een van de 4 ‘letters’ van de genetische code. De modificatie is reversibel en de basiscode verandert er in wezen niet door. Maar de omzetting van gewoon cytosine in 5-mC zorgt er wel voor dat het desbetreffende gen tijdelijk niet meer wordt afgelezen.

Wat 5-hmC precies voor effect heeft, was tot nu toe onduidelijk. Maar de Amerikanen hebben een tipje van de sluier kunnen oplichten, dankzij een eind vorig jaar in Nature Biotechnology gepubliceerde methode om alle 5-hmC’s in een compleet genoom selectief van een label te voorzien. Met behulp van een ß-glucosyltransferase-enzym uit een T4 bacteriofaag worden daarbij de hydroxylgroepen voorzien van een glucosederivaat met een azidegroep aan het andere uiteinde. Met ‘klikchemie’ kan daar dan eenvoudig een biotinegroep aan worden gehangen die detecteerbaar is.

Dat artikel in Nature Biotechnology suggereerde al dat 5-hmC verhoudingsgewijs veel voorkomt in hersencellen en in mindere mate instamcellen. Het nu verschenen stuk, gebaseerd op hersenen van muizen, bevestigt dat. Maar dit keer is ook gekeken hoe de hoeveelheid 5-hmC zich ontwikkelt naarmate de muis ouder wordt. En dan blijkt dat die hoeveelheid in sommige stukken van het DNA stabiel is of langzaam toeneemt , terwijl hij op andere plaatsen varieert. Dat doet een actief regelmechanisme vermoeden.

Bovendien lijkt het er op dat 5-hmC de genetische expressie niet afremt, maar juist versnelt. Gesuggereerd is dat 5-hmC een tussenstap is bij de omzetting van 5-mC in gewone cytosine, maar dat strookt weer niet met de waarneming van stabiel 5-hmC.

Heel opvallend is dat op het X-chromosoom vrijwel geen 5-hmC lijkt voor te komen. Dat kan te maken hebben met het mechanisme dat er bij vrouwen voor zorgt dat één van beide X-chromosomen geheel wordt uitgeschakeld. Mogelijk zou 5-hmC dit verstoren.

Ook is waargenomen dat bij ‘muismodellen’ met het syndroom van Rett de distributie van 5-hmC duidelijk afwijkt.

Voorzichtige proefjes met een paar monsters van DNA uit menselijke hersencellen doen vermoeden dat de 5-hmC-verdeling op details anders is dan bij muizen, maar dat het in grote lijnen hetzelfde werkt.

bron: Emory University