Genetische overeenkomst mensen en zebravissen
In dit onderzoek is gekeken of een gen dat betrokken is bij de ontwikkeling van (afwijkingen in) het aangezicht bij mensen, dezelfde functie heeft bij zebravissen. Van zebravissen is de volledige genetische samenstelling (het genoom) al bekend, waardoor bestudeerd kan worden of dit specifieke gen ook bij zebravissen een rol speelt in de ontwikkeling van het skelet. Dat blijkt inderdaad zo te zijn: als dit gen wordt aangepast, veroorzaakt het ook bij zebravissen afwijkingen in de ontwikkeling van het gezichtsskelet.
“Met CRISPR-Cas9 (een soort ‘schaartje’ om mee in DNA te knippen) hebben we in de zebravis een gen aangepast dat in patiënten met aangezichtsafwijkingen, zoals schisis of een gespleten gehemelte, gemuteerd is. Mensen en zebravissen zijn evolutionair gelinkt, maar alsnog moesten we eerst aantonen dat dit gen over de tijd een vergelijkbare functie heeft behouden bij beide organismen. Dat blijkt zo te zijn. Defecten in skelet-ontwikkeling hebben dus verband met dit gen,” aldus Raterman.
Hoe bestudeer je afwijkingen in de ontwikkeling van het skelet?
Raterman vertelt: “Vlak na de bevruchting van de eicel injecteren we deze met een heel klein naaldje met een CRISPR-Cas9 mix. Daarin zit een recept voor waar in het DNA van de vis een mutatie gemaakt dient te worden. Wij hebben een gerichte mutatie gemaakt, door een schaar in het DNA te zetten dat zichzelf daarna repareert. Op die manier kunnen er kleine afwijkingen in het gen ontstaan, die ons iets kunnen vertellen over de functie van dat gen.” De geïnjecteerde vis heeft verder geen last van de aanpassing aan het DNA. Twee generaties na de injectie is er een bruikbare, stabiele mutantenlijn waarin de ontstane afwijkingen te bestuderen zijn.
“Als we zo’n mutantenlijn hebben zwemmen, vergelijken we de skeletontwikkeling van de vissen met de mutatie met die van ‘gewone vissen’. Dat doen we als ze vijf dagen oud zijn. De zebravissen zijn op deze leeftijd nog transparant, dus door middel van een kleuring kunnen we door de zachte weefsels heen kijken en kleine afwijkingen in de het vormingsproces van het skelet vaststellen.”
Juriaan Metz vult aan: “Met moleculaire technieken kunnen we vervolgens achterhalen waardoor deze afwijkingen ontstaan. Dat levert belangrijke informatie op over de complexe processen achter de vorming van het skelet. Als daarin vroeg in de ontwikkeling iets misgaat, heeft dat voor de rest van het leven gevolgen, bijvoorbeeld voor de voedselopname of het zwemgedrag.”
