Ontsluieren van DNA-geheimen: organisatie van het genoom in vroege embryonale ontwikkeling

AmsterdamOnderzoekers van de Kind Group hebben nieuwe inzichten verkregen over de ordening van DNA in vroege embryocellen. Deze resultaten, gepubliceerd op 16 september 2024 in Nature Genetics, beschrijven hoe het DNA in de celkern is georganiseerd tijdens de eerste ontwikkelingsstadia.

Embryocellen zijn bijzonder omdat ze de mogelijkheid hebben om zich tot elk type cel in het lichaam te ontwikkelen. Dit zijn de belangrijkste bevindingen van hun onderzoek:

• Ongewone DNA-positie aan de rand van de kern in vroege embryo's
• Evenwicht tussen eiwitmodificatie en aantrekking van DNA-sequenties
• Hoge flexibiliteit in de mogelijke differentiatie van vroege cellen

De organisatie van DNA is cruciaal omdat het bepaalt welke delen actief zijn of niet. In de meeste celtypen bevindt het DNA nabij de rand van de kern zich in een dichte verpakking en is inactief. Echter, in de vroege embryonale cellen is dit DNA niet altijd inactief. Deze specifieke indeling is essentieel om het vermogen van de cellen om tot elk celtype uit te groeien, te behouden.

Het onderzoeksteam ontdekte dat DNA dat verder van de rand van de kern ligt, veel specifieke eiwitveranderingen vertoont. Deze veranderingen lijken het DNA van de rand af te duwen. Echter, dit alleen bepaalt niet de locatie van het DNA. Het is de balans tussen deze duwkracht en de natuurlijke aantrekkingskracht van het DNA naar de kernrand die de definitieve positie van het DNA bepaalt.

Inzicht in deze DNA-structuur biedt vele potentiële toepassingen. Het kan de regeneratieve geneeskunde vooruithelpen door te laten zien hoe men cellen kan laten groeien die in elk type weefsel kunnen veranderen. Dit onderzoek kan ook bijdragen aan de verbetering van menselijke IVF, door de meest succesvolle DNA-configuratie in vroege embryo's te kopiëren.

Het onderzoek kan de epigenetica verder brengen, een vakgebied dat zich richt op veranderingen in genactiviteit die de DNA-sequentie niet wijzigen maar wel worden doorgegeven bij celdeling. Door te begrijpen hoe DNA-organisatie zich vormt en verandert in embryo's, kunnen we leren deze processen te beheersen voor behandelingen, zoals bij kanker, waar de DNA-organisatie vaak verstoord is.

Dit onderzoek uitgevoerd door de Kind Group levert cruciale inzichten over de ontwikkeling van embryonale cellen. Het draagt bij aan de verbetering van de medische wetenschap en behandelingen door beter te begrijpen hoe DNA in vroege embryo's is georganiseerd.