Wetenschappers speuren diep in onze chromosomen

De genetische verschillen tussen mensen zijn veel groter dan wetenschappers tot nu toe dachten. Een internationaal team, onder wie Peter Lansdorp en Victor Guryev van het Groningse ERIBA, ontdekten structurele verschillen in het DNA van individuen.
Door Christien Boomsma

De ontwikkeling van DNA-sequencing gaat razendsnel. Nadat het menselijk genoom in 2000 in zijn geheel werd ontrafeld, ontdekken genetici steeds vaker afwijkingen in de verschillende genen, die ze kunnen koppelen aan het ontstaan van verschillende ziekten.

Tegelijk missen ze nog altijd DNA mutaties ‘achter’ erfelijke aandoeningen. Dan vermoeden ze wel dat er sprake is van een erfelijke ziekte in een familie, maar kunnen het bewijs daarvoor niet zo snel terugvinden in het DNA.

‘De reguliere sequencing-technieken hakken het DNA in stukjes’, legt Guryev uit. ‘Die stukjes analyseren we dan. Maar als je grote verschillen aantreft, is het lastig te zien waar die thuishoren. Vergelijk het met een boek dat je door de versnipperaar haalt. Het is gemakkelijke een tikfout te zien, maar moeilijk of een stukje aan het begin of het einde van een boek thuishoort.’

Technieken

Lansdorp en zijn collega’s van het Human Genome Structural Variation Consortium (HGSVC), gebruikten acht verschillende technieken om het DNA te analyseren. Een van die technieken, de single-cell-strand-seq-technologie, werd door Lansdorp ontwikkeld.

‘De techniek van Lansdorp kan het hele chromosoom bekijken’, zegt Guryev. ‘Bovendien kun je er onderscheid mee maken tussen de chromosomen die van de vader en van de moeder zij overgeërfd, wat met andere technieken onmogelijk is.’

Onderzoekers keken naar het genoom van drie familieleden: twee ouders en een kind. Ze ontdekten daarbij dat er behalve de bekende ‘typefouten’ – de ene heeft een C op de plaats waar iemand anders een T heeft – ook honderdduizenden zogenoemde Structurele Varianten (SV’s) zijn. Dan is er bijvoorbeeld sprake van stukjes ingevoegd DNA, of dat er delen ontbreken. Ook kunnen segmenten omgekeerd zijn.

Afwijkingen

Dergelijke verschillen zijn weliswaar af te lezen met bestaande technieken, maar het is veel moeilijker dan de standaard éénletterafwijkingen. Het onderzoek, waarvan de resultaten deze week werden gepubliceerd in Nature Communications, laat zien dat er veel meer structurele verschillen zijn dan tot nu toe werd aangenomen.

‘SV’s zorgen dus een grote hoeveelheid genetisch variatie die nu nog vaak wordt gemist’, zegt Guryev. ‘Wat je normaal ziet, blijkt echt de top van de ijsberg.’

Met de nieuwe technieken die in dit onderzoek zijn gebruikt, kan de bijdrage van SV’s aan ziektes beter worden onderzocht. En dat kan een belangrijke bijdrage leveren aan het begrijpen van verborgen erfelijkheid.

English

17 April 2019 | 17-4-2019, 12:46