Bacteriële geheimen: kunnen mensen ook extrachromosomale genen hebben?

AmsterdamRecente studies hebben een verrassend aspect van bacteriële genetica onthuld. Wetenschappers van Columbia University ontdekten dat bacteriën in staat zijn tijdelijke genen te produceren die vrij buiten hun genoom zweven. Dit suggereert dat dergelijke genen ook bij mensen buiten het genoom kunnen voorkomen. Deze ontdekking kan leiden tot nieuwe genetische therapieën.

Sinds de jaren 60 vertrouwen wetenschappers op het uitlezen van DNA in chromosomen als de belangrijkste methode in de genetica. Ze dachten dat een genoom alle instructies voor het leven bevatte. Maar een nieuwe studie onthult dat bacteriën zich niet aan deze regel houden. Onderzoekers Samuel Sternberg en Stephen Tang ontdekten dat tijdelijke genen die door een enzym genaamd reverse transcriptase uit RNA worden gecreëerd, essentieel zijn voor het overleven van bacteriën.

Uit het onderzoek blijkt dat bacteriën extra kopieën van hun genen kunnen maken via een speciaal proces met reverse transcriptase. Deze tijdelijke genen spelen een belangrijke rol in de cel, vooral bij de verdediging tegen virussen. De bevindingen openen ook nieuwe mogelijkheden voor genoombewerking en gentherapie.

Onderzoekers hebben ontdekt dat bacteriën extra genen buiten hun hoofd-DNA gebruiken om zichzelf te beschermen tegen virussen. In deze afweersystemen werkt een stukje RNA, waarvan de functie nog onbekend is, samen met een enzym dat omgekeerde transcriptase wordt genoemd, om repeterende DNA-sequenties te produceren. Dit DNA helpt bacteriën bij het maken van eiwitten die essentieel zijn voor hun antivirale afweer.

Lees ook:

Vandaag · 03:23

Nieuw onderzoek: Mechanische signalering in de hersenen biedt hoop op Alzheimer-behandeling

Mensen hebben mogelijk ook vergelijkbare systemen. Menselijke cellen kunnen bepaalde genen tijdelijk activeren in specifieke situaties, zoals bij stress of een virusinfectie. Dit kan ons inzicht veranderen in genetische codering en fysiologie, door aan te tonen dat het genoom flexibeler is dan we dachten. Er zijn duizenden reverse transcriptase-genen in het menselijk genoom die nog niet onderzocht zijn. Sommige hiervan kunnen vergelijkbare extrachromosomale genen produceren die we nog niet hebben ontdekt.

Het integreren van bacteriële technieken in menselijke genstudies kan de hulpmiddelen voor genbewerking verbeteren. Hoewel CRISPR een krachtig genbewerkingstechniek is, heeft het beperkingen. Het gebruik van reverse transcriptases zou CRISPR kunnen verbeteren, waardoor nauwkeurige toevoegingen van nieuwe genetische informatie mogelijk worden.

De studie wijst uit dat bacteriële reverse-transcriptasen veel potentieel hebben. Deze enzymen zouden aangepast kunnen worden om genome editing tools te verbeteren, wat kan helpen bij de behandeling van genetische aandoeningen. Als mensen ook extrachromosomale genen gebruiken voor bepaalde lichaamsfuncties, zou dat onze methoden in de geneeskunde en biotechnologie kunnen veranderen.

Dit onderzoek opent nieuwe wegen in de menselijke genetica, die we nog niet volledig begrijpen. Door te bestuderen hoe deze bacteriële systemen werken, kunnen we mogelijk nieuwe genetische behandelingen ontdekken en meer te weten komen over fundamentele levensprocessen.