Onderzoekers van een internationaal consortium, waaronder het UMC Utrecht en het Radboudumc, hebben een grote stap gezet in het beter begrijpen van het menselijk DNA. Een team Nederlandse, Duitse en Chinese onderzoekers heeft van 250 Nederlandse families alle DNA-variaties in kaart gebracht. De studie maakt deel uit van het Genoom van Nederland, dat onder andere het genoom van de Nederlandse bevolking en de variaties daarin in kaart brengt.
De nieuwe informatie maakt het mogelijk om variaties in het DNA te bestuderen en de resultaten te gebruiken om genetische ziektes beter te begrijpen, stelt Jayne Hehir-Kwa van het Radboudumc en eerste auteur van het onderzoek. Het Utrechtse deel van het onderzoek werd uitgevoerd onder leiding van dr. Wigard Kloosterman van het Center for Molecular Medicine in het UMC Utrecht.Verschillen in DNA
Er bestaat nog veel onduidelijkheid over welke veranderingen in het menselijk DNA verantwoordelijk zijn voor een bepaalde ziekte of aandoening. Dat komt onder andere doordat het DNA van iedereen op onderdelen verschilt. Geen twee personen hebben exact hetzelfde DNA. Zelfs eeneiige tweelingen hebben verschillen in hun DNA, die daar tijdens de ontwikkeling in gekomen zijn. De verschillen bepalen onder meer dat niemand er exact hetzelfde uit ziet of hoe vatbaar mensen zijn voor bepaalde ziektes.Meer kennis over die verschillen kan veel vertellen over specifieke gezondheidsrisico’s. Veel kleine variaties in het genoom - het geheel van genetische informatie in de cel - zijn al bekend. Ook grotere structurele variaties spelen een belangrijke rol spelen in veel erfelijke ziektes. Deze variaties zijn echter lastiger vast te stellen en daardoor ook veel minder bestudeerd.
Vergelijken DNA 250 families
Door het DNA van 250 gezonde Nederlandse families te vergelijken met de referentie DNA database, brachten de onderzoekers 1,9 miljoen grotere variaties in kaart. Denk aan stukken DNA die verdwenen zijn, verplaatst zijn of ineens ergens anders verschijnen. Vindt zo’n verandering plaats in de genetische informatie voor bijvoorbeeld een eiwit, dan is de kans groot dat de functie van dit gen en het bijbehorende eiwit wordt verstoord.In het Nature Communications artikel worden twee gevallen beschreven waarbij variaties net buiten het coderende gedeelte van een gen zijn gevonden. In deze gevallen hadden de variaties een duidelijk effect op de genregulatie. Dit betekent dat dergelijke variaties, die net buiten het coderend DNA vallen, óók goed in de gaten gehouden moeten worden in toekomstige DNA screenings op gezondheidsrisico’s.
De catalogus van variaties die dit onderzoek opgeleverd heeft, stelt andere wetenschappers in staat om grotere structurele variaties te voorspellen vanuit het bekende profiel van kleine variaties. Dit schept nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van het effect van de grotere variaties.
Onbekende brokken
Verder zijn bij het onderzoek grote stukken DNA gevonden die niet in de referentie database stonden. Die ‘extra’ DNA brokstukken kunnen wel bij de productie van bepaalde eiwitten betrokken zijn. Zo beschrijft het artikel in Nature Communications ook een nieuw ‘ZNF’ gen dat nooit eerder bij de mens werd gevonden. Toch blijkt nu, dat het aanwezig is bij ongeveer de helft van Nederlandse bevolking. Het gen is een type uit de familie van ZNF genen die wel voorkomen in de referentie database van verscheidene soorten mensapen.De nieuwe variant wordt toegevoegd aan de database voor mensen. De onderzoekers tonen aan dat het gen ook aanwezig is in andere menselijke populaties, maar de functie ervan is dus nog onbekend. Dat deze en andere stukken ‘donkere materie’ nu een plek op de genetische kaart gekregen hebben, geeft onderzoekers de gelegenheid ze te bestuderen en genetische ziekten beter te leren begrijpen, aldus persberichten van beide betrokken UMC’s.
GoNL project
De studie maakt deel uit van het Genoom van Nederland (GoNL project) een project dat onder andere het genoom van de Nederlandse bevolking en de variaties daarin in kaart brengt. Verscheidene teams van bio-informatici uit binnen en buitenland werken constant aan nieuwe algoritmes voor data-analyse en innovatieve manieren om bestaande algoritmes te combineren. Het beoogde resultaat: een representatief beeld van het genoom van de Nederlandse bevolking en daarmee en goede basis leggen voor de gepersonaliseerde medische zorg van de toekomst.Het onderzoeksconsortium bestaat uit: Centrum Wiskunde & Informatica, Amsterdam; Rijksuniversiteit Groningen; UMC Groningen; Radboudumc Nijmegen; UMC Utrecht; Xi'an Jiaotong University, Xi'an (China) en Saarland University, Saarbrücken (Duitsland).
Publicatie in Nature Communications: A high-quality human reference panel reveals the complexity and distribution of genomic structural variants.
Betrokken onderzoeksinstellingen:
- ERIBA: European Research Institute for the Biology of Ageing, Rijksuniversiteit Groningen, Universitair Medisch Centrum Groningen, Groningen
- Radboudumc: Department of Human Genetics, Donders Institute, Radboud Universitair Medisch Centrum, Nijmegen
- XJTU: Xi'an Jiaotong University, Xi'an, China
- Saarland University: Center for Bioinformatics, Saarland University, Saarbrücken, Germany
- CWI: Life Sciences Group, Centrum Wiskunde & Informatica, Amsterdam
- UMC Utrecht: Center for Molecular Medicine, Division of Biomedical Genetics, Universitair Medisch Centrum Utrecht, Utrecht
Schets van het onderzoek naar het DNA van 250 Nederlandse families:
![""]("fileadmin/_processed_/csm_DNA-onderzoek_d366c3cadc.jpg")
