Je leest:

X en Y niet passief bij chromosoomsplitsing

X en Y niet passief bij chromosoomsplitsing

Bij de vorming van zaadcellen liggen de X- of Y-chromosomen niet passief te wachten tot ze over de zaadcellen verdeeld zijn, zoals altijd is gedacht. De seksechromosomen krijgen drie miljoen geheel nieuwe kernen waar het meterslange DNA-molecuul omheen is opgerold. Nature Genetics publiceerde de Nijmeegse ontdekking 21 januari online.

Een zaadcel ontstaat niet opeens, maar is het eindproduct van een wekenlange ontwikkeling waarin voorlopercellen een aantal malen delen. Tijdens de meiose, essentieel onderdeel van het proces, wordt het aantal chromosomen gehalveerd. Van elk chromosomenpaar gaat er tijdens de meiose één naar elke geslachtscel. Ook de geslachtschromosomen verdelen zich: de helft van de zaadcellen krijgt een X, voor een meisje, de andere helft een Y voor een jongen.

Tijdens de mannelijke meiose worden de seksechromosomen naar de rand van de celkern gedirigeerd, naar de zogeheten sex body. Hier brengen ze de meiose in afzondering van de andere chromosomenparen door. Tot nu toe werd gedacht dat de seksechromosomen tijdens deze afzondering passief wachten tot de eigenlijke deling aanstaande is. Wat betreft het aflezen van genen heerst er inderdaad complete rust. Maar op een onverwachte manier is er grote activiteit!

Peter de Boer en zijn medewerkers Godfried van der Heijden en Alwin Derijck, onderzoekers bij de afdeling Verloskunde en Gynaecologie, UMC St Radboud, ontdekten dat de seksechromosomen tijdens de meiose volledig nieuwe nucleosomen krijgen.

Dit is een zaadcel in ontwikkeling. De rode lijntjes laten zien waar de lijm zit die de homologe chromosoomkoppels bij elkaar houdt. Opvallend is het grote blauwe domein links. Dit is het sex body met de geslachtschromosomen. Dat dit blauw gekleurd is in plaats van groen, betekent dat het X- en Y-chromosoom op grote schaal nucleosomen verliezen en aanmaken. bron: Van der Heijden et.al. / Nature Genetics. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

DNA-ketting

Nucleosomen zijn eiwitbolletjes die het DNA dragen. Ze spelen een centrale rol in DNA- pakking, het regelen van genactiviteit en DNA-herstel. Stukjes DNA-draad (ongeveer honderdvijftig basenparen lang) zijn om zo’n bolletje gewikkeld. Wat kortere stukjes verbinden de bolletjes, zodat er een ketting ontstaat. Het DNA in de geslachtschromosomen zit om een kleine drie miljoen bolletjes gewikkeld, die dus allemaal afgebroken en weer opgebouwd lijken te worden. Een hels karwei dat de verbeelding tart. Het is dan ook niet in een handomdraai geklaard. In de muis duurt het een kleine drie dagen voordat alle oude nucleosomen zijn verwijderd. Deels overlappend hiermee is de opbouw van nieuwe nucleosomen, wat ongeveer zes dagen duurt. Bij de mens duurt dit proces ongeveer twee keer zo lang.

Waarom de nucleosomen van de seksechromosomen allemaal vervangen worden is niet duidelijk, maar De Boer vermoedt dat het nodig is voor het uitschakelen van de gentranscriptie tijdens de meiose en voor het in gereedheid brengen van de seksechromosomen voor de volgende stappen in de vorming van de uiteindelijke zaadcel. De Nature Genetics-publicatie bevat een aanwijzing voor het feit dat de vervanging absoluut noodzakelijk is voor het vervolg van de zaadcelvorming.

Ingezoomd op de sex body tijdens meiose in de zaadcel. bron: Van der Heijden et.al. / Nature Genetics. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Celdood

De ontdekking kwam tot stand door een antilichaam te gebruiken dat betrokken is bij de autoimmuunziekte SLE. Het onderzoek naar deze ziekte is één van de speerpunten van het Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences. Het antilichaam richt zich tegen nucleosomen, maar de sex body laten zij tijdens meiose met rust. Kennelijk zijn daar in de geslachtschromosomen tijdelijk geen nucleosomen aanwezig om aan te vallen. Dat valt te zien door het gebruik van kleurmarkering. Dit was de basis van de huidige publicatie. ‘Voor SLE-patiënten is de nieuwe kennis over de meiose zeer waarschijnlijk niet relevant,’ aldus SLE-onderzoeker Johan van der Vlag, ‘maar het is zonder meer interessant dat antilichamen die betrokken zijn bij celdood, ons blijkbaar heel veel kunnen leren over het ontstaan van zaadcellen’.

Literatuur

Chromosome-wide nuclesome replacement and H3.3 incorporation during mammelian meiotic sex chromosme inactivation. Nature Genetics online 21 januari 2007. Godfried W van der Heijden, Alwin A.H.A. Derijck, Eszter Pósfai, Maud Giele, Pawel Pelczar, Liliana Ramos, Derick G. Wansink, Johan van der Vlag, Antoine H.F.M. Peters & Peter de Boer.

Dit artikel verscheen eerder in de online wetenschapsagenda van de RU Nijmegen. Het zaadcelonderzoek is uitgevoerd binnen het Instituut voor Clinical and Translational Reserach en het Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences.

Dit artikel is een publicatie van Radboud Universiteit Nijmegen.
© Radboud Universiteit Nijmegen, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 25 januari 2007

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.