Je leest:

Muizenvaders overbodig

Muizenvaders overbodig

Auteur: | 7 mei 2004

Dankzij een kunstmatig vadergenoom kunnen muizenmoeders zonder sperma nakomelingen krijgen.

Maagdelijke geboorte is in de natuur niet langer voorbehouden aan reptielen en vissen. Ook muizenmoeders kunnen nu zonder tussenkomst van een vader hun eicellen laten uitgroeien tot een volwaardig embryo. Japanse en Koreaanse wetenschappers beschrijven deze doorbraak in Nature van 22 april 2004. De onderzoekers fuseerden honderden malen twee eicellen met elkaar, waarvan één genetisch iets veranderd was. Eén fusieproduct groeide uit tot een volwaardige muis, die op haar beurt gewoon nakomelingen kreeg.

Om de parthenogenese, zoals deze vorm van reproductie heet, te kunnen bewerkstelligen moesten de onderzoekers het fenomeen imprinting omzeilen. Imprinting, dat in het genoom van alle zoogdieren speelt, is een nuancering van de klassieke Mendeliaanse overerving. Een muizenembryo krijgt, net als bij mensen, een genenset van moeder en een identieke set van vader. Op die manier heeft het diploïde embryo van alle genen twee kopieën. Nog niet zo heel lang is bekend dat voor een aantal genen de afkomst uitmaakt. Afhankelijk van hun oorsprong, van vader of van moeder, komen de genen wel of niet tot expressie in het embryonale genoom. De informatie voor het al dan niet aflezen zit niet in het DNA zelf, maar ‘naast’ het DNA. De koppeling van chemische groepen zoals methyl en acetyl aan het DNA of aan de histonen waar het DNA omheen gevouwen zit, bepaalt of het DNA actief wordt of niet. Deze epigenetische veranderingen zijn overerfbaar.

In de parthenogenetische muis hebben de Aziatische onderzoekers de inprinting van twee genen ongedaan gemaakt. In een gewoon embryo staat moedergen Igf2 uit en moedergen H19 aan (voor de vadervarianten is het net andersom). Het Igf2-gen codeert voor een groeifactor, H19 codeert niet voor een eiwit maar speelt een belangrijke rol bij de regulatie van Igf2. Een fusie van twee (vrouwelijke) eicellen zou leiden tot een genoom waar alleen H19 actief is, terwijl Igf2 uit staat. Door in één genoom de remmer van Igf2 weg te knippen, ontstond een fusiegenoom met zowel Igf2 als H19. Een embryo was het gevolg.

De succesvolle bevruchting met het kunstmatige vadergenoom is het eerste bewijs dat genomische imprinting bij zoogdieren een barrière vormt voor parthenogenese, poneren de onderzoekers. ‘Dat verbaast me niks’, reageert imprinting-onderzoeker dr. Joost Gribnau van het Erasmus Medisch Centrum. ‘Het enige verschil tussen beide genomen zit immers in de imprinting.’

‘Ik ben wel verrast door het feit dat slechts één gen, Igf2, de barrière kan slechten. Het aanzetten van Igf2 is voldoende om het embryo er doorheen te trekken. Dat is heel interessant. Ik kom net uit het lab van Rudolf Jaenisch in Amerika waar veel onderzoek is gedaan naar gekloneerde muizen. Die kregen allerlei afwijkingen. Wij denken dat als maar één of twee ingeprinte genen verkeerd tot expressie komt, het embryo het al niet overleeft.’

Ondanks de succesvolle zoogdier-parthenogenese, blijft imprinting een mysterieus proces. Gribnau: ‘De grote vraag van dit moment is: wat is een imprint eigenlijk, hoe komen de verschillen in expressie tot stand? We weten dat DNA-methylering een rol speelt, maar ook histonen worden gemodificeerd. Deze histoncode speelt een belangrijke onderliggende rol. Pas als we weten hoe imprints gemaakt worden en hoe we ze kunnen herstellen, dan kunnen we er wat mee. Bij bepaalde vormen van kanker speelt imprinting een belangrijke rol. Neem bijvoorbeeld Igf2, dat is een groeifactor. Als je daar twee actieve kopieën van hebt, kun je je voorstellen wat er misgaat.’

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 07 mei 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.