Wetenschappers vinden verborgen laag in menselijk DNA: ingebouwde RNA-sporen

Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben ontdekt dat ons DNA op talloze plekken piepkleine stukjes RNA bevat die daar permanent lijken te zitten. Deze losse bouwstenen, nucleotiden van RNA in plaats van DNA, werden lange tijd gezien als toevallige fouten die de cel zo snel mogelijk moet opruimen. Het nieuwe onderzoek, geleid door bioloog Francesca Storici en uitgevoerd met meerdere instituten, laat zien dat deze RNA-sporen juist een vast patroon volgen en mogelijk een functie hebben in hoe het genoom werkt.

Een kaart van het menselijk 'ribome'

Cellen gebruiken DNA en RNA normaal voor verschillende taken: DNA bewaart de genetische code, RNA voert die code uit. Toch belanden er tijdens gewone celprocessen af en toe losse RNA-bouwstenen tussen de DNA-letters. Storici en haar team brachten voor het eerst in kaart waar deze ingebouwde RNA-stukjes door het hele menselijk genoom precies zitten. Ze noemen dit landschap het 'ribome'. Uit de kaart blijkt dat de RNA-sporen niet lukraak verspreid liggen, maar zich vooral ophopen bij de startpunten van actieve genen: de plekken waar een cel begint met het aflezen van genetische informatie. Hoe actiever een gen is, hoe meer ingebouwde RNA-bouwstenen er in de buurt te vinden zijn.

Invloed op de vorm van het DNA

Die startpunten van genen staan voortdurend onder mechanische spanning, omdat het DNA daar telkens wordt losgemaakt en weer opgerold om afgelezen te kunnen worden. De onderzoekers ontdekten dat de ingebouwde RNA-bouwstenen invloed hebben op hoe strak het DNA op die plekken om zichzelf heen gedraaid zit, een eigenschap die bekendstaat als supercoiling. Dat verschijnsel hangt nauw samen met het aflezen van genen. Wat ooit gold als een foutje in het DNA, blijkt dus de fysieke vorm van het erfelijk materiaal mee te bepalen, precies op de plekken waar genpromotors actief zijn.

Betekenis voor ziekte en toekomstig onderzoek

Cellen beschikken over een reparatiesysteem dat ingebouwde RNA-bouwstenen normaal weer uit het DNA knipt, vergelijkbaar met andere vormen van DNA-reparatie. Werkt dat systeem niet goed, dan kan dat bijdragen aan zeldzame auto-immuunziekten, waarbij het lichaam per ongeluk reageert op zijn eigen erfelijk materiaal. Storici benadrukt dat de vondst een nieuw verband legt tussen de chemische samenstelling van DNA, de fysieke opbouw ervan en het aflezen van genen. De onderzoekers verwachten dat hun kaart van het ribome een startpunt is voor verder onderzoek naar hoe deze RNA-sporen het functioneren en onderhoud van het genoom beïnvloeden, en welke rol ze spelen bij ziektes die te maken hebben met DNA-schade.