Nieuw ontdekt principe in cel zet genexpressie in pauzestand

Genen kunnen in de pauzestand worden gezet, alsof je de pauzeknop van een dvd-speler indrukt. Dat geeft het lichaam een tot nu toe onbekende manier om genen in bedwang te houden, denken onderzoekers uit Cambridge (Cell, 30 april).

Het gebruik van genen in de cel staat onder strak toezicht van een rits stoffen, om te zorgen dat de genen alleen geactiveerd worden als dat noodzakelijk is. De rest van de tijd staan de genen ‘uit’. Een van de regulerende mechanismen is het binden van een transcriptiefactor aan een gen. Zo’n transcriptiefactor is de eerste stap in het maken van een kopie - een transcriptie - van een gen. De transcriptiefactor trekt RNA polymerase aan, het enzym dat de daadwerkelijke, fysieke kopie van het gen moeten maken, en loodst het naar de goede plek. De genkopie wordt vervolgens gebruikt als mal om een eiwit mee te maken.

Nu blijkt dat dit proces op grote schaal bijgestuurd kan worden door ‘pauzestoffen’. Zulke eiwitten werden eerder gevonden en uitgebreid bestudeerd bij een paar losse genen. Nu blijken ze veelvuldig in te grijpen overal in het genoom van embryonale stamcellen van muizen. Wellicht komen ze ook bij gewone lichaamscellen veel voor, denken Amerikaanse onderzoekers.

Het was bekend dat bij embryonale stamcellen transcriptiefactor en RNA polymerase vaak aan een gen binden, maar weer stoppen met kopieren voor ze goed en wel op gang zijn. Merkwaardig, vonden biologen. De Amerikanen ontdekten nu dat het om een pauzestand gaat die waarschijnlijk opzettelijk wordt ingelast bij bijna alle genen. Ze zagen dat er bergen RNA polymerase ophoopten aan het begin van die genen, samen met twee typen ‘pauzestoffen’. Die bergjes moleculen maakten een klein begin met het genkopiëren en bleven dan roerloos wachten op een signaal om verder te gaan. Dat signaal is een releasefactor, een stof die elders in de cel wordt aangemaakt, aan het DNA bindt en als het ware weer op de play-knop drukt. Schakelden de onderzoekers deze releasestof TEFb uit, dan bleven vele genen eindeloos in de pauzestand hangen.

Misschien worden genen vooral op pauze gezet als er iets mis dreigt de gaan met het kopiëren. Of is het doel van die pauze juist dat er door het ophopen van polymerases altijd polymerasen in de startblokken staan om snel te reageren?

Opvallend was dat er nóg een stof belangrijk bleek bij het opheffen van de pauze: c-Myc. Deze stof is berucht omdat hij buitensporig veel voorkomt in kankercellen, waar hij vooral bindt aan genen die betrokken zijn bij celvermeerdering. c-Myc trekt de releasestof TEFb aan, bij ongeveer een derde van alle genen. Zo kan hij allerlei gepauzeerde genen ‘aan’ zetten. Berber Rouwé