Eiwit bepaalt of chromosomen los of geclusterd liggen

Karlijn Klei

2021-05-28 15:25:10

Chromosomen

Onttrek je condensine II uit een menselijke celkern, dan organiseren de chromosomen zich plots heel anders. Niet als losse pakketjes, maar in één cluster.

Ons genetisch materiaal (DNA) ligt opgeslagen in chromosomen in de kernen van onze cellen. Een internationale groep onderzoekers, waaronder een aantal Nederlandse, hebben laten zien dat die chromosomen op één van twee manieren in de cel kunnen liggen: in losse pakketjes, zoals bij ons, of allemaal bij elkaar. Het eiwit condensine II, zo schrijft het team in vakblad Science, blijkt daar een cruciale rol in te spelen.

Lees ook:

Twee typen

Aan de ene kant van de wereld onderzochten wetenschappers van de Amerikaanse DNA Zoo hoe chromosomen in de cellen van verschillende organismen – van gist tot piranha en mug tot mens – zijn opgeslagen. Ze ontdekten dat er in essentie twee manieren zijn waarop deze pakketjes erfelijk materiaal verpakt kunnen liggen: los of geclusterd.

In sommige soorten, zoals de mens, liggen de chromosomen – die ontvouwen meters lang kunnen zijn – als een soort pakjes droge noedels los van elkaar in de celkern. Bij andere soorten, zoals muggen en schimmels, liggen de chromosomen geclusterd, met de centromeren – het middelpunt van een chromosoom – naar elkaar toe.

De twee typen chromosoomorganisaties: geclusterd (links) en los (rechts). Centromeren zijn in het rood weergegeven. © Hoencamp et al., 2021/Science

Transformatie

Ondertussen deed Claire Hoencamp, promovendus in de groep van Benjamin Rowland van het Nederlandse Kanker Instituut (NKI) aan de andere kant van de wereld ook een bijzondere vondst. Ze ontdekte dat de mutatie van het eiwit condensine II – onderdeel van het condensine-eiwitcomplex – de organisatie van de chromosomen in menselijke cellen drastisch veranderde.

Toen beide onderzoeksteams elkaar later tijdens een conferentie ontmoetten, beseften ze zich het verband tussen beide studies. Hoencamp en Rowland hadden met hun experimenten aan condensine II een manier ontdekt om de chromosoomorganisatie van het ene (menselijke) type, naar het andere, gecondenseerde type te transformeren. “Als je condensine II verwijdert, clusteren de centromeren samen en verlies je die losse pakketjes”, aldus Hoencamp.

“Als je condensine II verwijdert, clusteren de centromeren samen en verlies je de losse chromosompakketjes”,

Claire Hoencamp (NKI)

“Toen we naar de genomen keken die bij DNA Zoo werden onderzocht, ontdekten we dat evolutie onze experimenten al vele malen gedaan had!”, vertelt Benjamin Rowland. “Als mutaties in een soort condensine II breken, veranderen ze meestal de hele architectuur van de cel(kern).”

Cruciaal eiwit

Cees Dekker (TU Delft), niet betrokken bij de studie, spreekt van een fascinerend en verrassend onderzoek. Dekker en zijn team lieten in maart 2020 zien hoe het condensine-eiwitcomplex een grote rol speelt bij het vouwen van DNA ter voorbereiding op celdeling.

“Het enorme team samenwerkende wetenschappers achter deze nieuwe studie heeft laten zien dat chromosomen in cellen op twee verschillende manieren kunnen worden georganiseerd. Ofwel elk chromosoom op zichzelf, of allemaal bij elkaar doordat alle middenposities samen klonteren”, zo vertelt Dekker aan KIJK.

“Condensine-eiwitten blijken wederom een cruciale rol te spelen in de organisatie van chromosomen.”

Cees Dekker (TU Delft)

“Ook hier blijken condensine-eiwitten weer een cruciale rol te spelen in de organisatie van chromosomen. Deze eiwitten leggen lusjes in het DNA en organiseren daarmee de chromosoomstructuur. Hoencamp en haar medeonderzoekers lieten zien dat condensine II bepaalt of een chromosoom volgens type I of II georganiseerd is.”

Bronnen: Science, EurekAlert!, Nederlands Kanker Instituut (NKI)

Beeld: iStock/Getty Images; Hoencamp et al., 2021/Science

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Nieuws

KIJK Zomernummer

Haal deze extra dikke editie nu in huis!