Moleculaire Recepten

18 oktober 2017

Man, wat vliegt de tijd. Op 3 oktober was ik alweer 6 maanden werkzaam in mijn nieuwe lab aan de andere kant van de oceaan, in San Diego. De voorbije maanden hebben jullie vooral kunnen lezen wat ik allemaal beleefd heb in dit land. Wat ik zag, wat me verbaasde. Maar ik heb met nog geen letter gerept over waar veruit het meeste van mijn tijd in gaat zitten: het doen van wetenschappelijk onderzoek. En daar komt nu verandering in. Want ik neem jullie deze keer graag mee naar mijn werk en probeer jullie duidelijk te maken dat ik me bij tijd en wijlen net een kok voel: op zoek naar nieuwe recepten, de recepten die ons mensen maken tot wat we zijn…

We zijn allemaal het product van ons persoonlijke receptenboek, In dit receptenboek staan duizenden en duizenden recepten, die samen tot het unieke product mens leiden. Zeg maar een Chinese rijsttafel, maar dan met echt duizenden gerechten op een tafel en die we dan geen rijsttafel, maar “de mens” noemen. Het receptenboek noemen we ons DNA. Elke cel van ons lichaam heeft zo’n receptenboekje meegekrengen. Nou ja, boekje, zeg maar gerust boek: er staan meer dan 3 miljard letters in! Al eeuwenlang doen wetenschappers onderzoek naar dat receptenboek van ons. Zo weten we dat er in dat hele boek slechts 4 verschillende letters staan: A, C, T en G (zoals bovenaan in de afbeelding). Een reeks letters achtereen kunnen samen tot een recept leiden. Bijvoorbeeld het recept voor een eiwit. Elke keer als de cel deze reeks van letters achterelkaar leest, dan maakt het dit eiwit. Eiwitten zijn dé bouwstenen van ons lichaam. We hebben eiwitten die zorgen voor stofwisseling, voor de kleur van onze ogen, maar ook voor het kloppen van ons hart. Eiwitten zijn dus onmisbaar en daarmee dus ook ons DNA, zodat de cel weet hoe ze te maken.

De jarenlange wetenschap heeft geloond. We hebben al onze eiwitten ontdekt. En we kennen elk bijbehorend recept. Soms is dat recept er eentje van maar 100 letters, maar soms ook een recept van wel duizenden letters achtereen. Die recepten zitten kriskras verstopt tussen die 3 miljard lettertjes. In totaal staan er 20,000 recepten voor eiwitten in ons kookboek. Mooi, dan zijn we klaar met onderzoeken. Toch niet. Want toen alle recepten voor eiwitten op een rijtje stonden, bleek dat de cel hiervoor slechts 2% van alle letters gebruikt. En wat doet de rest dan? Aanvankelijk was het antwoord simpel: de rest doet niets. Gewoonweg rommel, of zoals de Engelsen zouden zeggen: “junk”. Junk-DNA dus. 98% overbodige troep.

Zoveel troep? Dat voelt een beetje vreemd. Een boek met 3 miljard letters en maar 6 miljoen die van belang zijn? Dat dacht de wetenschap ook. Ze gingen een stapje verder en ontdenkten dat sommige delen van dit junk-DNA toch een functie bleken te hebben. Ze ontdekten van grote dele van ons receptenboek informatie bevatten over hoe de cel de eiwitten moet gebruiken. Denk maar weer aan dat receptenboek. Er staat maar één basisrecept in voor pizza, maar vervolgens zijn er nog duizenden tips over wat je allemaal met die pizza zou kunnen doen. Eén recept, maar met tips goed voor een veelvoud aan gerechten. Zo ook in ons lichaam. Eén eiwit, maar voor een compleet gerecht is wel wat meer informatie nodig.

Ik werk aan die 98% van ons DNA, waarvan nog maar bitter weinig bekend is. Specifieker werk ik aan het hoofdstuk waarin de zogenaamde “long non-coding RNAs” staan. Ook dat zijn een soort van regelaars. Ze regelen bijvoorbeeld dat een cel van ons hart een andere combinatie van eiwitten uit het receptenboek maakt dan de cel van de huid. Klinkt logisch, want we hebben een heel ander verwachtingspatroon van een hartcel dan van een huidcel. Mijn onderzoek richt zich vooral op de huidcellen. In gedoneerde huidcellen probeer ik uit te vinden welke regelaars actief zijn. En als ik dat weet, wil ik ook graag weten wat ze dan eigenlijk regelen. Wat zou er bijvoorbeeld gebeuren als deze regelaar ontbreekt? Zou het dan niet meer in staat zijn een eiwit te maken? Of maakt het dan ineens een eiwit wat helemaal niet thuishoort in een huidcel? En zijn dit soort regelmechanismen bij mensen met een huidziekte soms stuk? Dat ze wel de juiste recepten hebben, maar dat de cel niet weet hoe die te gebruiken? Dat soort vragen beheersen mijn werkleven hier in San Diego. Overdag dus moleculair koken met huidcellen. En’s avond opnieuw, met al die duizenden recepten en tips die je online kunt vinden. Zo klinkt het precies hetzelfde, maar is het tegelijkertijd een wereld van verschil…

Bronvermelding afbeelding: https://www.ctahr.hawaii.edu/molecularecology/bop.html