Veranderende DNA-markeringen
Markeringen op het DNA helpen cellen met ‘herinneren’. Wie ze zijn. In welk ontwikkelingsstadia ze zitten. Hun omgeving. Nu laten Chinese onderzoekers in een nieuwe studie zijn dat tijdens de vroege stadia van embryo ontwikkeling deze DNA-markeringen regelmatig veranderen.
Epigenetische regulatie is de regulatie van genexpressie via het markeren van het DNA. Dit kan op twee verschillende manieren. De eerste is door het DNA direct te voorzien van een methyl marker. De tweede door een markering achter te laten op de histon eiwitten waarom het DNA gewikkeld zit. Beide type markeringen maken het DNA minder of juist beter toegankelijker.
Samen helpen deze markeringen de cel met het ‘herinneren’ wat voor type cel het is. Met het ‘herinneren’ in welk stadium van ontwikkeling de plant is waar de cel onderdeel van is. En met het ‘herinneren’ van wat voor soorten omgevingsstress de plant is tegengekomen. Dit ‘herinneren’ gebeurt door delen van het genoom toegankelijk te maken en door het blokkeren van andere delen.
Embryo ontwikkeling
Meestal zijn deze markeringen relatief stabiel, omdat er niet veel veranderd gedurende het leven van de plant. Maar soms volgen veranderingen elkaar snel op. Een van die perioden is tijdens de vroege stadia van embryo ontwikkeling. De stadia tussen wanneer de eicel net is bevrucht en het differentiëren van de cellen volgen elkaar snel op.
Tot nu toe, vanwege moeilijkheden met het isoleren van ontwikkelende embryo’s, keken alle studies die keken naar hoe de markeringen op het DNA veranderen naar de latere stadia van embryo-ontwikkeling. Over de veranderingen van de markeringen tijdens de vroege stadia, waarin de cellen differentiëren van een totipotente cel waarvan alle opties openliggen, in een specifiek celtype die een taak heeft, is weinig bekend. Daar besloten de onderzoekers van deze nieuwe studie verandering in te brengen. Ze waren vooral geïnteresseerd in de direct op het DNA zittende methyl markeringen.
Door naar vijf vroege stadia van ontwikkelende zandraket, Arabidopsis, embryo’s te kijken, zagen de onderzoekers dat tijdens de vroege ontwikkeling de markeringen telkens van plank veranderden. Dit laat zien dat in elk stadia de cellen een ander taak toebedeeld krijgen. De onderzoekers vonden door te kijken naar welke genen actief waren in elk stadia, dat de veranderingen van de markeringen correspondeert met de veranderingen van gen activiteit.
Gelijke markering
Als laatste keken de onderzoeker of het uitmaakte of het DNA dat gemarkeerd werd van mama of papa afkomstig was. Dit deden ze door ouders te gebruiken die genetisch van elkaar verschilde. Voor elk verschil in het DNA keken de onderzoekers of er een markering was en of deze markering op de DNA streng afkomstig van mama of papa zat. Ze vonden dat het DNA afkomstig van mama net zo vaak gemarkeerd werd als het DNA afkomstig van papa.
Dus samengevat, veranderen de markeringen op het DNA die ervoor zorgen of een gen afgelezen kan worden regelmatig tijdens de vroege embryo ontwikkelingsstadia, en dat dit correspondeert met welke genen actief zijn en welke niet. En dat dit een algemeen iets is, niet iets dat wordt bepaald door of de DNA streng van mama of papa afkomstig is.
Literatuur
Wang, W., Huang, Y., Hou, C. et al. DNA methylation remodeling reveals epigenetic regulation of early embryogenesis in Arabidopsis hybrid. Commun Biol (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-10245-5
Plant en Zo 