Nieuws

Genetische code met dubbele bodem

Arjen Dijkgraaf |
Celbiologie, Genetica & Sequencing, Proteomics

Op het oog identieke eiwitten kunnen verschillende functies hebben door verschillen in de onderliggende DNA-code. Tot die verrassende conclusie komen Anna Kashina en collega’s van de University of Pennsylvania in het onlinetijdschrift eLife.

Ze hebben het dan over verschillende drielettercombinaties die coderen voor hetzelfde aminozuur. Dat sommige van die codes sneller worden afgelezen dan andere en dat daar een regelmechanisme voor eiwitexpressie in verstopt zit, was al veel langer bekend. Maar dat de resulterende eiwitten zich er ook anders door kunnen gaan gedragen, leek tot nu toe ondenkbaar.

Kashina’s onderzoek concentreerde zich op actines, zo’n beetje de meest voorkomende eiwitten in eukaryote cellen. Er bestaan vele vormen van die uiteenlopende taken verrichten, en lang werd aangenomen dat zein geval van nood elkaar konden vervangen. Inmiddels is echter duidelijk dat ze elk hun eigen functie hebben. Schakel je bijvoorbeeld bij muizen het gen voor bèta-actine uit, dan sterven de dieren als embryo. Maar schakel je dat voor gamma-actine (zie de afbeelding) uit, dan halen ze de volwassenheid - zij het kleiner dan normaal, en doof.

Vergelijk je de genetische code voor bèta-actine met die voor gamma-actine, dan is 13 % van de letters anders. Dat levert echter maar op vier plekken een afwijkend aminozuur op. En met behulp van CRISPR-Cas9 heeft Kashina nu al die afwijkingen uit het bèta-actine-gen gehaald (een kwestie van vijf letters wijzigen) terwijl ze alle andere verschillen liet zitten. Van het gen voor gamma-actine bleef ze af.

Resultaat: een muis die chemisch gezien alleen maar gamma-actine aanmaakt, maar zich gedraagt alsof de verhouding tussen bèta- en gamma-actine normaal is. Met andere woorden: een volkomen gezonde muis. Keer je het om en verbouw je het gamma-actinegen tot bèta-actineproducent, dan boek je hetzelfde resultaat.

Kashina vermoedt dat het ligt aan de snelheid waarmee het messenger-RNA wordt vertaald naar eiwitten. Op mRNA dat is gekopieerd van het bèta-actinegen lijken meer dan duizendmaal zo veel ribosomen af te komen dan op mRNA van gamma-actine.

Vlakbij dat bèta-actine-mRNA krijg je dus zeer hoge concentraties bèta-actine, terwijl je nooit echte concentratiepieken van gamma-actine zult zien. En al in 2010 stelden onderzoekers binnen Kashina’s groep vast dat die concentratie consequenties heeft voor de manier waarop eiwitten achteraf worden gemodificeerd door ándere eiwitten: minstens één zo’n verandering treedt bij gamma-actine nooit op en bij bèta-actine wel. En kennelijk bepaalt dát uiteindelijk de functie van het actine.

De volgende vraag is uiteraard of er meer eiwitten zijn waarbij het zo werkt.

bron: University of Pennsylvania

 

Deel deze pagina

Wat verdien jij? Doe mee aan het jaarlijkse Bèta Salaris Onderzoek!

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven