Bron: New Scientist | Methode: Herschreven
Origineel: “Human-plant hybrid cells reveal truth about dark DNA in our genome”
It has been claimed that because most of our DNA is active, it must be important, but now human-plant hybrid cells have been used to show this activity is mostly random noise
Een baanbrekend experiment waarbij menselijke cellen werden gecombineerd met massieve stukken plant-DNA werpt nieuw licht op een van de meest fundamentele vragen in de genetica: hoeveel van ons genoom heeft werkelijk betekenis? Het antwoord, exclusief onthuld door New Scientist, suggereert dat het overgrote deel van ons DNA mogelijk niets meer is dan biologische ‘rommel’.
Het onderzoek raakt aan het hart van een decennialang wetenschappelijk debat over de functionaliteit van het menselijk genoom. Sinds de ontcijfering van het menselijk genoom zijn wetenschappers verdeeld over de vraag wat al die DNA-sequenties eigenlijk doen. Waar sommigen beweren dat het merendeel van ons DNA actief is en dus wel degelijk een belangrijke functie moet hebben, stellen anderen dat zelfs willekeurige DNA-sequenties een hoge mate van activiteit zouden vertonen.
Om deze fundamentele vraag te beantwoorden, ontwikkelden onderzoekers een ingenieuze benadering. Ze creëerden hybride cellen die zowel menselijk als plant-DNA bevatten – waarbij de plant-DNA-segmenten als effectief willekeurige genetische informatie kunnen worden beschouwd ten opzichte van de menselijke cellulaire omgeving.
De resultaten van dit experiment zijn verhelderend en wijzen in een duidelijke richting. Het plant-DNA, dat in principe geen evolutionaire betekenis heeft voor menselijke cellen, bleek vrijwel even actief te zijn als het menselijke DNA. Dit suggereert dat genomische activiteit op zich geen betrouwbare indicator is voor biologische functionaliteit.
Deze bevinding heeft verreikende implicaties voor ons begrip van het menselijk genoom. Als DNA-activiteit niet gelijk staat aan biologische relevantie, dan betekent dit dat een aanzienlijk deel van wat we meten als ‘genomische activiteit’ in werkelijkheid niet meer is dan achtergrondgeluid of biologische ruis.
Het experiment draagt bij aan het groeiende bewijs voor wat wetenschappers de ‘junk DNA’-theorie noemen. Deze theorie stelt dat grote delen van het menselijk genoom geen specifieke functie vervullen en mogelijk overblijfselen zijn van evolutionaire processen, of simpelweg genetisch materiaal dat geen selectiedruk ondervindt omdat het geen schade aanricht.
De methodologie achter dit onderzoek is bijzonder innovatief. Door gebruik te maken van hybride cellen konden de onderzoekers voor het eerst op directe wijze testen of genomische activiteit correleert met functionele betekenis. Het plant-DNA fungeert hierbij als een biologische controlegroep – genetisch materiaal dat per definitie niet is geëvolueerd om te functioneren binnen menselijke cellen.
Deze resultaten hebben belangrijke gevolgen voor verschillende gebieden binnen de biomedische wetenschap. Ze kunnen invloed hebben op hoe we genetische variaties interpreteren, hoe we zoeken naar ziektegeassocieerde genen, en hoe we de evolutie van genomen begrijpen.
Het onderzoek roept ook nieuwe vragen op over de aard van genomische regulatie. Als cellen plant-DNA kunnen ‘activeren’ zonder dat dit enige biologische betekenis heeft, wat zegt dit dan over de specificiteit van onze cellulaire mechanismen? Het suggereert mogelijk dat onze cellen minder selectief zijn in hun genomische activiteit dan eerder gedacht.
Voor de toekomst openen deze bevindingen nieuwe onderzoeksrichtingen. Wetenschappers zullen nu moeten zoeken naar betere methoden om functioneel belangrijke genomische activiteit te onderscheiden van biologische ruis. Dit kan leiden tot verfijnde technieken voor genetisch onderzoek en mogelijk tot nieuwe inzichten in genetische ziekten.
**Conclusie**
Dit pioniersonderzoek met hybride menselijk-plant cellen levert overtuigend bewijs dat genomische activiteit niet synoniem is met biologische functionaliteit. De bevinding dat willekeurig plant-DNA vrijwel even actief is als menselijk DNA in menselijke cellen, ondersteunt de controversiële maar steeds geloofwaardiger wordende theorie dat het grootste deel van ons genoom uit ‘junk DNA’ bestaat. Deze ontdekking zal ongetwijfeld de manier waarop wetenschappers naar het menselijk genoom kijken fundamenteel veranderen en nieuwe standaarden stellen voor genetisch onderzoek.