Moleculaire structuur van chromosomen, in blauw weergegeven met een groene markering op een segment.

Nieuw inzicht in hoe cellen genetisch evenwicht bewaren

30/09/2025 16:13

Onderzoekers van KU Leuven en Erasmus MC (Nederland) hebben aangetoond dat cellen het verlies van genen op het X-chromosoom kunnen compenseren door de andere kopie van dat gen actiever te maken. Opvallend is dat die compensatie niet over het hele chromosoom, maar gen per gen gebeurt. De studie biedt nieuwe inzichten in hoe cellen genetisch evenwicht behouden en opent perspectieven voor onderzoek naar genetische aandoeningen.

Elke gezonde menselijke cel bevat twee kopieën van elk chromosoom, met uitzondering van de geslachtschromosomen. Geslachtschromosomen, X en Y bij mensen, bepalen het biologisch geslacht van personen. Personen geboren met twee X-chromosomen worden doorgaans vrouw genoemd, mannen dragen doorgaans een X- en een Y-chromosoom bij geboorte. Het is reeds geweten dat één van de twee X-chromosomen bij biologische vrouwen wordt geïnactiveerd. Tegelijkertijd wordt de activiteit van het enige actieve X-chromosoom verhoogd in alle cellen, zowel mannelijke als vrouwelijke. Dat proces, X-chromosome upregulation (XCU), moet het evenwicht bewaren met de andere chromosomen die wel in tweevoud aanwezig zijn. Hoewel XCU eerder werd beschreven, bleef het precieze mechanisme hierachter onduidelijk.

Een team onder leiding van professor Vincent Pasque (KU Leuven) en professor Joost Gribnau (Erasmus MC) toont nu aan dat die activatie opvallend nauwkeurig verloopt: niet over het hele chromosoom, maar per individueel gen. Om dit te onderzoeken, werkten de onderzoekers met muizenstamcellen die twee X-chromosomen bevatten, waarvan delen van één X-chromosoom selectief werden verwijderd.

Precieze interne weegschaal per gen

De onderzoekers gingen na of een specifiek DNA-segment op het X-chromosoom verantwoordelijk is voor het detecteren van genverlies. “We verwachtten een soort ‘compensatiecentrum’ dat het hele chromosoom in evenwicht zou houden, maar dat bleek niet te kloppen,” zegt professor Vincent Pasque. “In plaats daarvan zagen we dat individuele genen of regio’s het verlies van hun tegenhanger detecteren en daarop reageren.” Ook op andere chromosomen blijkt zo’n compensatiemechanisme actief. “Niet alleen het X-chromosoom kan op die manier genverlies compenseren. We zagen gelijkaardige reacties op andere chromosomen, wat bijvoorbeeld belangrijk kan zijn wanneer een gen deels uitvalt door een mutatie,” aldus Pasque.

Beter begrip van genetische aandoeningen

De studie werpt nieuw licht op hoe cellen hun genetisch evenwicht behouden, zelfs wanneer stukken DNA ontbreken of inactief zijn. Dat is relevant voor aangeboren aandoeningen zoals het syndroom van Turner – waarbij één X-chromosoom ontbreekt – maar ook voor kankeronderzoek en vruchtbaarheidsbehandelingen, waar genen of chromosoomdelen vaak verloren gaan.

“Als we begrijpen waarom dit proces zo goed werkt op het X-chromosoom, kunnen we misschien ook medische toepassingen ontwikkelen voor andere chromosomen,” besluit Pasque.