Wetenschap - 13 september 2012

Genetische variatie door beweeglijke schakelaar

Bacteriegenen sterk beïnvloed door rondhoppende aan/uit-knop.
Ontdekking masterstudente wordt toppublicatie.



De evolutie van bacteriën blijkt nog complexer en sneller te verlopen dan gedacht. Tot deze conclusie kwam masterstudente Mariana Matus-Garcia tijdens haar afstudeeronderzoek. Het onderzoek, dat in augustus werd gepubliceerd in Nucleic acids research, richtte zich op de zogenaamde promotor van bacteriële genen. Dit stukje code bepaalt wanneer een gen 'aan' of 'uit' staat. Genen die je nodig hebt voor overleven moeten altijd aan staan. Anderen alleen als de bacterie bijvoorbeeld in een zuur milieu zwemt of in het donker.
De onderzoekers laten nu zien dat deze 'schakelaars' gemakkelijk kunnen overspringen naar een ander gen. Dat heeft grote gevolgen, want de schakelaar kan de functie van een gen ingrijpend veranderen. Ongebruikte genen kunnen plotseling actief worden bijvoorbeeld, wat gevolgen heeft voor het hele organisme. Daardoor kunnen gunstige nieuwe bacterievarianten ontstaan. Door aan te tonen dat genen zo gemakkelijk hun promotoren uitwisselen, maakt het onderzoek duidelijk dat er bij de evolutie van bacteriën veel meer variatie bestaat dan eerder gedacht.
Toeval
Dat promotoren verspringen was anekdotisch al bekend, vertelt universitair docent en onderzoeksbegeleider Mark van Passel. 'Een collega stuurde bijvoorbeeld via de post eens bacteriën op die negatief waren voor een bepaalde eigenschap. Maar toen de ontvangers de bacteriën cultiveerden, stond het weer aan.' Van Passels resultaten tonen nu aan dat het proces bovendien wijdverbreid is. Zelfs op korte evolutionaire tijdschalen en bij allerlei bacteriesoorten.  
Hoe de promotoren exact verspringen is grotendeels onduidelijk. Van Passel heeft wel enkele mogelijke verklaringen. Zo beschikken promotoren over een kenmerkende code die suggereert dat ze meeliften op de activiteit van ander mobiel DNA. Daarnaast zou toeval een rol kunnen spelen. Van Passel: 'Gezien het grote aantal dat we gevonden hebben, is het mogelijk dat ze volgens verschillende mechanismes werken.'  RR
Masteronderzoek gepubliceerd
Het is erg ongebruikelijk dat het afstudeerwerk van bètastudenten wordt gepubliceerd, zeker in een vooraanstaand ­wetenschappelijk tijdschrift als Nucleic acids research. De Mexicaanse Mariana Matus-Garcia lukte het met haar onderzoek op de afdeling Systeem- en synthetische biologie. 'Zij was een hele goede student die echt nog een eigen draai gaf aan het project,' vertelt universitair docent en haar begeleider Mark van Passel. 'Ze is inmiddels overal aangenomen, Cambridge, Heidelberg, maar uiteindelijk heeft ze gekozen voor topuniversiteit MIT.'
 

Re:ageer