AMSTERDAM - Voor het eerst hebben onderzoekers de ruimtelijke organisatie van het DNA in de menselijke cel voor al het erfelijk materiaal in kaart gebracht. De binnenwand van de celkern blijkt een cruciale rol daarin te spelen.

Bas van Steensel en zijn collega's van het Nederlands Kanker Instituut - Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis (NKI-AVL) in Amsterdam geven deze week de resultaten van hun onderzoek weer in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.

Uit hun onderzoek blijkt dat scherp afgebakende blokken met uitgeschakelde genen zich aan de binnenwand van de celkern binden.

Onderzoekers

De ruimtelijke organisatie van het DNA in een lichaamscel houdt onderzoekers al decennia bezig. Het betreft de vraag hoe de natuur erin slaagt het genetisch materiaal van een cel, een paar dozijn slierten met een gezamenlijke lengte van twee meter, in een celkern met een doorsnede van slechts een honderdste millimeter te vouwen.

Dat is even moeilijk als een draad van vier kilometer in een knikker te wringen.

Stempeltechniek

Van Steensel en zijn collega's maakten in hun onderzoek gebruik van een slimme moleculaire stempeltechniek en speciaal ontwikkelde DNA-chips.

Eerder wisten zij al de ruimtelijke organisatie van het genetisch materiaal bij de fruitvlieg in kaart te brengen.

Lamina

De onderzoekers laten zien dat de DNA-keten in de menselijke celkern zich in delen aan de nucleaire lamina bindt.

Dat is een netwerk van eiwitten aan de binnenkant van de celkern, dat dienst doet als kapstok. Zij ontdekten bovendien dat zich aan die lamina geen willekeurige stukjes DNA binden, maar zeer grote, duidelijk afgebakende blokken met daarin uitgeschakelde genen.

Die blokken zijn tot vijftigmaal groter dan de stukjes DNA die bij de fruitvliegjes aan de binnenwand klonteren.

Bouwplan

Volgens Van Steensel doet de duidelijke afbakening van de DNA-blokken vermoeden dat achter de organisatie van het DNA een gecodeerd bouwplan schuilgaat.

"We zien dat de blokken genen bevatten die bijna altijd uitgeschakeld zijn. We denken dat de binnenwand een rol speelt bij deze inactivatie."

Hij vindt het een fascinerende gedachte dat de positionering van genen niet willekeurig is. Kennelijk worden genen die in een bepaald celtype geen functie hebben aan de rand van de kern geparkeerd en daar inactief gemaakt, terwijl de actieve genen zich in het midden van de kern bevinden.

Kanker

Van Steensel is hoopvol dat de resultaten van zijn onderzoek op de lange termijn tot een beter inzicht in de ontwikkeling van kanker leiden.

De ervaring leert dat dat bijna altijd het gevolg van fundamenteel onderzoek is.