Junk promoveert naar Michelinster
Junk-DNA geeft stilaan zijn geheimen prijs.
Junk-DNA geeft stilaan zijn geheimen prijs.
De 'donkere materie van de biologie', 'junk', 'onnuttige ballast', een 'eindeloze en oninteressante woestenij'. Het zijn slechts enkele van de koosnaampjes die genetici tot voor kort aan dat deel van het menselijk genoom gaven dat niet codeert voor eiwitten. Steeds meer wordt duidelijk dat dit junk-DNA tjokvol regulerende sequenties zit die mogelijk nog veel meer over ziekte en gezondheid beslissen dan de genen zelf. Deze week brengt het wetenschappelijke tijdschrift Nature een lawine van artikels - allen toegankelijk voor het publiek - waarin de geheimen van de 'donkere materie' worden blootgelegd.
Nieuwe genoomatlas met ENCODE
Het 'Encyclopedia of DNA Elements' (ENCODE) consortium, een samenwerkingsverband van meer dan 80 ondergroepen met vele honderden wetenschappers, heeft zich sinds 2007 toegelegd op het ontrafelen van dit duistere deel van het genoom. Wat blijkt: het zogenaamde junk-DNA is biologisch veel complexer én relevanter dan ooit werd vermoed. Leden van het consortium publiceren hun resultaten in niet minder dan 31 papers - waaronder 6 in Nature, 24 in met Nature geassocieerde tijdschriften en één in Science.
Samenvattend kunnen we stellen dat minstens 80,4% van het menselijke genoom biologisch relevant is omdat het een rol speelt in een biochemisch, regulatorisch of structureel proces in minstens één van de 150 cellijnen die het consortium onderzocht. Bovendien bevindt 95% van alle DNA-letters zich binnen een afstand van acht kilobasen tot een DNA-eiwit interactieplaats. Het is met andere woorden een fabeltje dat het menselijke genoom grotendeels bestaat uit een eindeloze letterreeks waar nooit iets gebeurt. Het vroegere junk-DNA lijkt veeleer op een super-dynamisch netwerk en op elke plaats grijpt er wel een activiteit plaats met biologische relevantie.
Ziek of gezond
Verder hebben de ENCODE-wetenschappers berekend dat 93% van de genetische variaties die worden geassocieerd met 400 veel voorkomende aandoeningen - waaronder hart- en vaatziekten, reuma, diabetes, darmaandoeningen, MS en andere - zich bevinden in niet-coderend DNA. De meeste van deze DNA-variaties blijken te clusteren in gebieden die belangrijk zijn voor genregulatie. Ongeveer 88% van die gebieden zijn actief tijdens de embryonale en foetale ontwikkeling. Deze regulatorische sites vormen wellicht de belangrijkste dragers van onze genetische predispositie voor ziekte en gezondheid, mogelijk nog veel belangrijker dan de coderende delen van het genoom. Daarmee wordt het oude junk-DNA door ENCODE gerehabiliteerd tot Michelinsterrenstatus.
Nieuw communicatieplatform
Om voor de niet-geneticus het overzicht te bewaren - wie heeft er zin om een 30-tal hooggespecialiseerde wetenschappelijke artikels te doorgronden - werkte het tijdschrift Nature een nieuw communicatieplatform uit, inclusief een app, om de nieuwe genoomkennis en de relatie met biologische en medische topics overzichtelijk weer te geven. Deze informatie is voor iedereen toegankelijk op www.nature.com/encode.