Sperma- en eicellen zebravisje bevatten ruim 100.000 piRNA’s

Genetici gebruiken het zebravisje als proefdier in plaats van de muis, omdat het zich goedkoper laat onderzoeken. fotonatura Naturalis

Sperma- en eicellen van zebravisjes zitten boordevol met zogeheten piRNA’s, moleculen waar tot vorig jaar nog niemand van wist. De geslachtscellen bevatten meer dan 100.000 verschíllende piRNA’s. Ze blijken cruciaal: als de activiteit ervan wordt geblokkeerd, sterven de cellen binnen twee weken af. Dit ontdekten onderzoekers van het Hubrecht laboratorium in Utrecht (Cell, 6 april).

Genetici gebruiken steeds vaker het zebravisje als proefdier voor medisch onderzoek, omdat dit visje zich goedkoper laat onderzoeken dan de muis. Ze onderzoeken in zebravisjes ook de kleine, regulerende strengetjes RNA, waartoe ook de piRNA’s behoren. Deze moleculen bestaan uit slechts 20 tot 23 basenparen (de bouwstenen van DNA en RNA). Aanvankelijk dacht men dat ze een bijrolletje speelden in de biochemische celhuishouding. Maar ze blijken toch belangrijk. Ze kunnen verwante stukjes RNA klieven of binden, en zo de activiteit van genen blokkeren. In cellen kunnen honderden verschillende RNA strengetjes actief zijn, en er worden nog steeds nieuwe klassen kleine RNA’s gevonden.

De piRNA’s zijn vorig jaar voor het eerst beschreven; onderzoekers vonden ze in de spermacellen van muizen. Ze verschillen van de al langer bekende siRNA’s uit aaltjes en planten, en ook van de miRNA’s uit zoogdieren. De siRNA’s, zo denkt men nu, beschermen lagere organismen tegen genetische parasieten zoals virussen. Dit door de activiteit van hun genen te blokkeren. De miRNA’s spelen waarschijnlijk een rol bij het corrigeren van fouten tijdens de celdifferentiatie. Zij kunnen ongewenste activiteiten van eigen genen blokkeren, zoals huidgenen in zich ontwikkelende hersencellen.

De Utrechtse onderzoekers hebben aangetoond dat de piRNA’s echt anders werken dan die si- en miRNA’s. Zo bleek maar liefst de helft van de gevonden piRNA’s te kunnen aangrijpen op een zogeheten transposon. Dat zijn stukjes DNA die spontaan naar een andere plaats in het genoom kunnen springen, waar ze schade kunnen aanrichten, bijvoorbeeld omdat ze in een belangrijk gen springen. Onderzoeksleider dr. René Ketting vermoedt daarom dat de piRNA’s de geslachtscellen beschermen tegen die springende stukjes DNA. En omdat deze springende stukjes DNA in gist betrokken lijken te zijn bij het driedimensionaal vouwen van het chromatine (dit is het DNA met zijn eiwitmantel), spelen de piRNA’s mogelijk ook een rol hierbij. Dit strookt met de waarneming dat piRNA’s alleen in de geslachtscellen zijn gevonden: juist in geslachtscellen moeten chromatine structuren helemaal opnieuw worden opgezet. Marianne Heselmans