Fruitvliegonderzoek maakt EHMT/G9a gen steeds interessanter Energievoorziening blijkt achilleshiel bij stress respons

13 maart 2019

Om te overleven moet een organisme (bedreigende) veranderingen in zijn omgeving kunnen waarnemen en daar snel en adequaat op kunnen reageren. Maar zo’n stress respons (vlucht voor een roofdier, afweerreactie op een infectie) kost veel energie. Er is erg weinig bekend over de manier waarop een organisme die energievoorziening precies regelt. Annette Schenck van het Radboudumc en haar (internationale) collega’s hebben bij fruitvliegen een interessante hoofdrolspeler in dit proces ontdekt. Het onderzoek is nu gepubliceerd in Plos Biology.

Al jarenlang werkt Annette Schenck van de afdeling Genetica met de fruitvlieg (Drosophila) als model om zeldzame neurologische ontwikkelingsstoornissen te ontrafelen. Zo ontdekte ze jaren geleden dat het gen EHMT/G9a als een regisseur diverse andere genen aanstuurde, die te maken hadden met leren en geheugen. Mutaties in het gen leiden bijvoorbeeld tot een erfelijke vorm van verstandelijke beperking. Samen met Ronald van Rij, van de afdeling Medische Microbiologie, vond ze echter ook aanwijzingen dat het gen zich bemoeide met cellulaire aanpassingen als reactie op infecties. In feite is dat te zien als een stressreactie van het immuunsysteem op een indringer.
 
Haperende energievoorziening
In een artikel in Plos Biology publiceren Schenck en haar collega’s welke rol het gen EHMT/G9a (verder G9a genoemd) bij deze reactie speelt. Schenck: “G9a is een epigenetische regelaar. Dat betekent dat die snel kan reageren op prikkels van buitenaf en andere genen kan activeren of uitzetten. Het is daarmee ook een factor die snelle veranderingen in de stofwisseling teweeg kan brengen. Toen we G9a in onze gemuteerde fruitvliegen uitschakelden en ze blootstelden aan stress, zagen we niet alleen een overactivering van stress respons genen, maar ook dat de energievoorziening heel snel begon te haperen. Suikers werden in hoog tempo verbrand en vet kon niet worden omgezet in energie. Daardoor was er al snel geen energie meer beschikbaar en gingen ze dood.”
 
Stress en suiker
Het onderzoek maakt in een klap duidelijk hoe energievretend - letterlijk! – een stress respons kan zijn. Een goede energievoorziening is misschien nog wel belangrijker om met stress om te kunnen gaan, dan het opruimen van eiwitten en vetten die zijn beschadigd door de stress. Kregen de gemuteerde frietvliegen ter controle extra suiker - dus: energie! - dan bleven ze wel leven.
 
Rol bij kanker?
Het onderzoek in fruitvliegen naar de reactie op oxidatieve stress is tamelijk fundamenteel. Maar het heeft wel degelijk interessante verbanden met meer klinische aspecten, stelt Schenck. “Enkele andere recente onderzoeken laten zien dat G9a ook genen beïnvloedt die te maken hebben met zuurstofgebrek, tumoronderdrukking, de aanleg van nieuwe bloedvaten en cellen die zichzelf opeten – autofagie. Dat zijn allemaal processen die een rol spelen bij kanker. Het wordt nu erg interessant om te onderzoeken welke rol dit G9a precies bij kanker speelt.”
 
Kleefstra syndroom
Zo duiken vanuit het fundamentele onderzoek allerlei mogelijke klinische verbanden op. Mutaties in het EHMT1/G9a gen veroorzaken ook het Kleefstra syndroom, een zeldzame neurologische ontwikkelingsstoornis die in het Radboudumc door klinisch geneticus Tjitske Kleefstra is ontdekt. Het Radboudumc geldt sindsdien als wereldwijd expertisecentrum voor patiënten met dit syndroom. “Het is opmerkelijk”, zegt Schenck, “dat we bij onze gemuteerde fruitvliegen extra opslag van vet en suikers zien, als ze niet worden blootgesteld aan een stress respons. Kijken we naar mensen met Kleefstra syndroom, dan zien we dat ze naast de verstandelijke beperking ook een sterk verhoogd risico hebben op obesitas. Het EHMT1/G9a gen lijkt in steeds meer processen een rol te spelen en wordt daardoor steeds interessanter!”
 
Publicatie in Plos Biology: The histone methyltransferase G9a regulates tolerance to oxidative stress-induced energy consumption - Human Riahi, Carlijn Brekelmans, Sarah Foriel, Sarah H Merkling, Taylor A. Lyons, Pavel M. Itskov, Tjitske Kleefstra, Carlos Ribeiro, Ronald P van Rij, Jamie M Kramer, Annette Schenck

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

  Nieuws homepage Patientenzorg en Nieuws en verhalen