DNA is de belangrijkste drager van erfelijke informatie. Elke cel bevat ongeveer twee meter DNA. Om ervoor te zorgen dat al dit erfelijk materiaal in de kleine celkern past, moet het strak worden verpakt. Het DNA wordt daarom om een speciaal soort eiwit, een histon, gewikkeld. De pakketjes van DNA en histonen heten chromatine.
DNA lezen
Chromatine zorgt er niet alleen voor dat al het DNA in de cel past, het bepaalt ook welke delen van het erfelijk materiaal door de cel gelezen kunnen worden. Zo is een stuk DNA dat strak om het histon gewikkeld is moeilijker te lezen dan een stuk DNA dat losser verpakt is. Uiteindelijk bepaalt de manier waarop chromatine gevouwen is dus welk deel van het erfelijk materiaal tot uiting komt en welk deel wordt onderdrukt. Dit patroon van genexpressie verschilt per soort cel. Zo zijn er in een huidcel andere genen actief dan in een levercel.
Veranderingen in chromatine
De activiteit van genen is niet altijd hetzelfde: op het ene moment kan er een ander patroon van genen actief zijn in een cel dan op het andere moment. Dat komt omdat de structuur van chromatine kan veranderen. Er kunnen bijvoorbeeld veranderingen plaatsvinden in de histonen. Dit worden ook wel histonmodificaties genoemd. Ook kunnen bepaalde eiwitten aan het chromatine binden. Beide processen beïnvloeden de leesbaarheid van het DNA en daarmee de genexpressie.
Nieuwe techniek
In de laatste jaren zijn verschillende technieken ontwikkeld om de mechanismen van genregulatie te onderzoeken. Maar er ontbrak nog een techniek waarmee onderzoekers tegelijkertijd naar meerdere mechanismen in één cel konden kijken. De groep van Jop Kind ontwierp daarom een nieuwe techniek: MAbID. Met MAbID kunnen de onderzoekers tegelijkertijd kijken naar meerdere soorten histonmodificaties en de eiwitten die aan chromatine binden.
Samenwerking
“Met onze nieuwe techniek kunnen we zien hoe de verschillende mechanismen van genexpressie met elkaar verbonden zijn. Hoe ze bijvoorbeeld samenwerken of elkaar juist tegenwerken. En het mooie is dat we hier nu geen losse experimenten meer voor nodig hebben, we kunnen alles in één keer bekijken in elke individuele cel. Dat maakt het onderzoek veel efficiënter,” legt Silke Lochs, een van de onderzoekers van het project, uit.
Toepassingen
De techniek is breed inzetbaar. Robin van der Weide, ook onderzoeker bij het project, vertelt: “MAbID kan ons helpen bij het beantwoorden van fundamentele wetenschappelijke vragen, bijvoorbeeld over hoe genregulatie tijdens de ontwikkeling van mensen of dieren werkt. Maar we kunnen het ook gebruiken voor onderzoek naar het ontstaan van ziektes die kunnen worden veroorzaakt door afwijkingen in genregulatie, zoals kanker.” De veelzijdige nieuwe techniek kan daarmee in de toekomst belangrijke inzichten opleveren over zowel gezondheid als ziekte.
