Deel ‘donkere materie’ van het menselijk DNA opgehelderd

7 oktober 2016

Wanneer we willen weten welke veranderingen in ons DNA verantwoordelijk zijn voor een bepaalde ziekte, dan blijken we vaak onvoldoende informatie te hebben. Dat komt onder andere doordat het DNA van iedereen op onderdelen verschilt. Geen twee personen hebben exact hetzelfde DNA. Zelfs eeneiige tweelingen hebben verschillen in hun DNA zitten, die daar tijdens de ontwikkeling in gekomen zijn. Sommige verschillen zorgen ervoor dat we er niet allemaal hetzelfde uitzien, andere bepalen bijvoorbeeld hoe vatbaar we zijn voor bepaalde ziektes. Kennis over die verschillen kan ons daarom veel vertellen over specifieke gezondheidsrisico’s. Veel kleine variaties in het genoom - het geheel van genetische informatie in de cel - zijn al bekend. Ook grotere structurele variaties spelen een belangrijke rol spelen in veel erfelijke ziektes. Deze variaties zijn echter lastiger vast te stellen en daardoor ook veel minder bestudeerd.

De dynamiek van DNA brokstukken

Door het DNA van 250 gezonde Nederlandse families te vergelijken met de referentie DNA database, brachten de onderzoekers 1.9 miljoen grotere variaties in kaart. Het gaat bijvoorbeeld om stukken DNA die verdwenen zijn, stukken die verplaatst zijn of die ineens ergens anders verschijnen. Wanneer zo’n verandering plaatsvindt in de genetische informatie voor bijvoorbeeld een eiwit, dan is de kans groot dat de functie van dit gen en het bijbehorende eiwit wordt verstoord. Het komt ook vaak voor dat zo’n stuk verplaatst DNA vlak naast een coderende gedeelte wordt aangetroffen. Dan is het effect meestal moeilijk te voorspellen.

Binnen en buiten de code

In het Nature Communications artikel worden twee gevallen beschreven waarbij variaties net buiten het coderende gedeelte van een gen zijn gevonden. In deze gevallen hadden de variaties een duidelijk effect op de genregulatie. Dit betekent dat dergelijke variaties, die net buiten het coderend DNA vallen, óók goed in de gaten gehouden moeten worden in toekomstige DNA screenings op gezondheidsrisico’s. De catalogus van variaties die dit onderzoek opgeleverd heeft, stelt andere wetenschappers in staat om grotere structurele variaties te voorspellen vanuit het bekende profiel van kleine variaties. Daarmee schept deze techniek nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van het effect van de grotere variaties.

Nooit eerder gevonden

Daarnaast zijn in het onderzoek ook grote stukken DNA gevonden die niet in de referentie database stonden. Die ‘extra’ DNA brokstukken kunnen echter wel bij de productie van bepaalde eiwitten betrokken zijn. Zo beschrijft het artikel in Nature Communications ook een nieuw ‘ZNF’ gen dat nooit eerder bij de mens werd gevonden. Toch blijkt nu, dat het aanwezig is bij ongeveer de helft van Nederlandse bevolking. Het gen is een type uit de familie van ZNF genen die wel voorkomen in de referentie database van verscheidene soorten mensapen.

De nieuwe variant wordt toegevoegd aan de database voor mensen. De onderzoekers tonen aan dat het gen ook aanwezig is in andere menselijke populaties, maar de functie ervan is dus nog onbekend. Dat deze en andere stukken ‘donkere materie’ nu een plek op de genetische kaart gekregen hebben, geeft onderzoekers de gelegenheid ze te bestuderen en genetische ziekten beter te leren begrijpen.

GoNL project

De studie maakt deel uit van het Genoom van Nederland (GoNL project), een project dat onder andere het genoom van de Nederlandse bevolking en de variaties daarin in kaart brengt. Verscheidene teams van bio-informatici uit binnen en buitenland werken constant aan nieuwe algoritmes voor data-analyse en innovatieve manieren om bestaande algoritmes te combineren. Het beoogde resultaat: een representatief beeld van het genoom van de Nederlandse bevolking en daarmee en goede basis leggen voor de gepersonaliseerde medische zorg van de toekomst.

­­­­­­­­­­­­

Publicatie in Nature Communications: A high-quality human reference panel reveals the complexity and distribution of genomic structural variants.

Meer informatie over GoNL: http://www.nlgenome.nl/

Betrokken onderzoeksinstellingen:

* ERIBA: European Research Institute for the Biology of Ageing, Rijksuniversiteit Groningen, Universitair Medisch Centrum Groningen, Groningen

* Radboudumc: Department of Human Genetics, Donders Institute, Radboud Universitair Medisch Centrum, Nijmegen

* XJTU: Xi'an Jiaotong University, Xi'an, China

* Saarland University: Center for Bioinformatics, Saarland University, Saarbrücken, Germany

* CWI: Life Sciences Group, Centrum Wiskunde & Informatica, Amsterdam

* UMC Utrecht: Center for Molecular Medicine, Division of Biomedical Genetics, Universitair Medisch Centrum Utrecht, Utrecht

 

• Meer weten over deze onderwerpen? Klik dan via onderstaande buttons door naar meer nieuws.

  Nieuws homepage Patientenzorg en Nieuws en verhalen