Elke celdeling slingert het DNA weer anders door de cel

Het DNA van een menselijke cel wordt opgehangen aan de binnenwand van de celkern, als een feestslinger aan het plafond. Maar het patroon waarin de strengen DNA zijn opgehangen, blijft niet behouden bij de celdeling. In plaats daarvan ontstaat bij elke deling een nieuwe ruimtelijke organisatie.

Dat ontdekten Jop Kind en zijn collega’s van het Nederlands Kanker Instituut in Amsterdam (Cell, 28 maart). Kind speculeert dat dit systeem de cel de flexibiliteit geeft om te reageren op veranderingen in de omgeving.

Hoe het DNA wordt opgehangen, is belangrijk. Het is een van de vele mechanismen waarmee een cel genen aan of uit kan zetten, ontdekten de onderzoekers al in 2008. De slinger wordt vastgemaakt met ophanghaken, grote blokken DNA die aan de binnenwand van de kern plakken. De genen in deze blokken staan altijd uit. Het lijkt alsof de cel deze genen niet nodig heeft en expres aan de buitenrand parkeert. De rest van het DNA bungelt in lussen in het midden van de kern. De genen in deze lussen hebben meer vrijheid: ze kunnen zowel aan als uit staan.

De biologen maakten het DNA dat aan de binnenwand van de kern plakte permanent lichtgevend, met een zelfbedachte truc. Ze filmden of dit DNA ook weer losliet en waar het dan naar toe ging.

De wetenschappers dachten dat hoe het DNA was opgehangen, met het daarbij horende patroon van aan- en uitgeschakelde genen, zou overerven als de cel zich deelt. Maar het werd een tombola bij elke celdeling. Het aan de wand geplakte DNA liet los en mengde zich met het DNA in het midden van de kern. Daarna werd al het genetisch materiaal opnieuw verdeeld over de celkern. Waar welk stuk DNA terechtkwam, was niet te voorspellen. Wel was duidelijk dat zo’n 60 tot 70 procent van het DNA bestaat uit stukken die nooit worden gebruikt als ophanghaak. Er ontstonden dus bij elke celdeling nieuwe varianten van DNA-ophanging.

Wellicht biedt dit systeem flexibiliteit. Bij de dochtercellen komt een nieuwe set genen in het midden van de kern terecht. Die krijgt zo de kans om aangezet te worden. Met een beetje geluk zitten daar genen bij die in de nieuwe omgeving nuttig zijn. Berber Rouwé