Ciliaat heeft meer genen dan de mens

Een verwant van het pantoffeldiertje heeft meer genen dan de mens, en ongeveer 225 chromosomen. Dat blijkt uit de DNA-volgorde van het populaire proef-‘dier’ Tetrahymena thermophila.

De eerste analyse van het genoom van de eencellige, vandaag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PLoS Biology, laat een aantal merkwaardige eigenschappen zien. De DNA-volgorde is ook interessant, omdat Tetrahymena een populair modelorganisme is.

Tetrahymena thermophila is een ciliaat, een eencellige die zich voortbeweegt met haartjes op zijn oppervlak. Hij is gemakkelijk in het lab te kweken: hij groeit in koud en warm water. Daarom is hij sinds de jaren twintig van de vorige eeuw in gebruik bij biologen die de eigenschappen van cellen-met-kern (eukaryoten, de hoofdgroep van organismen waartoe ook de mens behoort) bestuderen.

De genetische analyse is ook gedaan om meer inzicht te krijgen in de evolutie van eukaryoten. De andere eencelligen waarvan het genoom in kaart gebracht is, zijn vooral van belang voor medische studie (zoals de malariaparasiet) en hebben vrij kleine genomen.

Van Tetrahymena was juist bekend dat zijn genoom omvangrijk is. Volgens de nu gepubliceerde schatting heeft het organisme 27.000 genen, verdeeld over circa 225 verschillende chromosomen – de mens heeft minder dan 25.000 genen. De eencellige blijkt vooral veel genen te hebben voor signaal-eiwitten (1.069) en voor kanalen in de celmembraan.

De genoomanalyse gaf ook inzicht in de manier waarop de ciliaat omgaat met zijn celkernen. Hij heeft twee kernen met DNA, wat vreemd is voor een eukaryoot (die hebben doorgaans één kern) maar wel kenmerkend voor de ciliaten. In de kleinste kern zit het DNA opgeslagen om het tijdens seks te kunnen uitwisselen; de grootste is voor dagelijks gebruik.

Die grootste kern is nu geanalyseerd. Daaruit blijkt dat de ciliaat zijn DNA op een niet eerder beschreven manier prepareert voor gebruik in die grote kern. Al het genetisch materiaal dat ‘vreemde’ kenmerken vertoont (waarschijnlijk DNA dat bij seks verkregen is en te zeer van de eigen genen verschilt) wordt eruit geknipt. Daarnaast is het vermoeden bevestigd dat Tetrahymena geen ‘centromeren’ heeft. Dit zijn de aangrijpingspunten waaraan de chromosomen bij de celdeling opzij getrokken worden.