Onderzoekers van het Institute of Life Sciences van de University of Michigan en het Howard Hughes Medical Institute hebben vastgesteld hoe satelliet-DNA, waarvan wordt aangenomen dat het "junk-DNA" is, een cruciale rol speelt bij de genoomassemblage. De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift eLife, laten zien dat genetische rommel een cruciale rol speelt bij het verzekeren dat chromosomen correct gepositioneerd zijn in de celkern, wat essentieel is voor celoverleving. En deze functie lijkt bij veel soorten bewaard te zijn gebleven.
Waarom is junk-DNA nodig?
Pericentromeer satelliet-DNA bestaat uit een zeer eenvoudige en vaak zich herhalende reeks genetische code. En hoewel het een aanzienlijk deel van ons genoom uitmaakt, bevat satelliet-DNA geen specifieke instructies voor het maken van specifieke eiwitten. Bovendien werd gedacht dat de repetitieve aard het genoom minder stabiel en kwetsbaarder voor verwonding of ziekte zou maken. Tot voor kort geloofden wetenschappers dat "junk" of "egoïstisch" DNA geen rol of doel had.
"We konden niet zomaar in het reine komen met het idee dat dit gewoon genomische rotzooi was", zegt Yukiko Yamashita, een onderzoeksprofessor bij LSI en hoofdauteur van de studie. "Als we het niet nodig hebben en er niets van krijgen, zou de evolutie er zeker van afkomen. Maar dat is niet gebeurd ".
Yamashita en haar collega's besloten om te zien wat er zou gebeuren als deze cellen geen pericentromeer satelliet-DNA zouden gebruiken. Omdat het bestaat uit lange, zich herhalende sequenties, kunnen wetenschappers niet simpelweg al het DNA uit het genoom muteren of knippen. In plaats daarvan hebben ze het D1-eiwit toegewezen, dat zich bindt aan satelliet-DNA.
Wetenschappers hebben D1 verwijderd uit de cellen van een veelgebruikt testorganisme, Drosophila melanogaster (fruitvlieg). En ze ontdekten meteen dat de geslachtscellen - die meestal in sperma of eieren veranderen - afsterven.
Verdere analyse toonde aan dat de stervende cellen micronuclei vormden, of minuscule knopjes buiten de kern, die delen van het genoom omvatten. Zonder het volledige genoom ingekapseld in de kern, zouden cellen niet kunnen overleven.
Promotie video:
Wetenschappers geloven dat het D1-eiwit zich bindt aan satelliet-DNA en alle chromosomen in de kern verzamelt. Als het D1-eiwit geen satelliet-DNA kan opnemen, verliest de cel zijn vermogen om een volledige kern te vormen en sterft hij. Nader onderzoek toonde aan dat satelliet-DNA essentieel is voor celoverleving bij een verscheidenheid aan soorten die DNA in de kern opnemen, inclusief mensen.
Ilya Khel