Mer än hälften av vårt genom består av transposoner, DNA-sekvenser som påminner om gamla, utdöda virus. Transposonerna är normalt sett nedtystade av en process som kallas DNA-metylering, men om de aktiveras kan det leda till allvarliga sjukdomar. Mycket lite är känt om transposonerna, men nu har forskare i ett internationellt samarbetsprojekt för första gången lyckats studera vad som sker när den här processen stängs av i mänskliga celler. Dessa fynd ger ny insikt i hur förändringar i DNA-metylering bidrar till sjukdomar.

Trots att vårt DNA är intakt, kan våra geners uttryck och beteende förändras. Det finns olika sätt det här kan ske på, exempelvis genom DNA-metylering, en kemisk process som stänger av gener och andra delar av vårt genom, till exempel transposoner (se fakta). Transposoner – hoppande gener – kallas ibland för den mörka delen av vårt genom och består av rörliga DNA-sekvenser som kan åstadkomma genetiska förändringar, till exempel om de integreras i en gen. Dessa transposoner tystas ofta ned under fosterutvecklingen av just DNA-metylering.

– Men ibland störs DNA-metyleringen och studier har visat att detta har betydelse vid vissa cancertumörer och vid en del neuropsykiatriska sjukdomar. DNA-metylering används som terapi vid vissa cancertyper, exempelvis leukemi, men fortfarande saknar vi kunskap om varför det har effekt och vi vet inte heller varför det endast fungerar i vissa cancertyper, säger Johan Jakobsson, professor vid Lunds universitet som lett studien där även forskare från Max Planck Institute for Molecular Genetics och Karolinska institutet medverkat. Resultaten publiceras nu i Nature Communications.

Man vet egentligen väldigt lite om vad transposoner har för roll i vårt DNA. En teori som forskarna i Lund har är att DNA-metylering tystar de delar av genomet som inte används, men det är först nu man kunnat studera vad som sker när man tar bort den här processen från mänskliga celler.

Forskarna lyckades med hjälp av CRISPR/Cas9-tekniken stänga av DNA-metyleringen i mänskliga nervceller i laboratorium.

– Resultaten var mycket överraskande. Stänger man av DNA-metylering i celler från möss överlever de inte. Men när DNA-metyleringen stängdes av i de mänskliga nervstamcellerna, överlevde dessa och transposoner aktiverades. I sin tur påverkade transposonerna många gener som är viktiga i nervcellernas utveckling, säger Johan Jakobsson.

Johan Jakobsson menar att resultaten öppnar upp för en helt ny förståelse för hur en förlust av DNA-metylering påverkar vårt genom i olika sjukdomar, men poängterar också att studien är utförd på odlade celler i laboratorium. Nu vill forskarna gå vidare och se vad som sker om de stänger av metyleringen i cancerceller som påverkas av DNA-metylering, till exempel i glioblastom.

Studien är finansierad av Vetenskapsrådet, Cancerfonden, Barncancerfonden och Hjärnfonden.

Publikation
Activation of neuronal genes via LINE-1 elements upon global DNA demethylation in human neural progenitors
Marie E Jönsson, Per Ludvik Brattås, Charlotte Gustafsson, Rebecca Petri, David

Yudovich, Karolina Pircs, Shana Verschuere, Sofia Madsen, Jenny Hansson, Jonas

Larsson, Robert Månsson, Alexander Meissner5& Johan Jakobsson
DOI: https://www.nature.com/articles/s41467-019-11150-8

 

Kontaktperson
Johan Jakobsson, professor i molekylär neurogenetik vid Lunds universitet, +46 70 928 64 43, +46 46 222 42 25, johan.jakobsson@med.lu.se

Kortfakta om studien
Grundforskning (försök i laboratoriemiljö)
Studiedesign: grundforskning, forskarinitierad studie, experimentell undersökning In vitro

FAKTA TRANSPOSONER

Kallas ibland för hoppande gener och består av rörliga DNA-sekvenser som kan fogas in i våra kromosomer och på så vis åstadkomma störningar. De är ofta nedtystade av DNA-metylering, en kemisk process som styr genernas funktion, men kan påverkas av exempelvis miljöfaktorer. Även om transposoner kan ställa till problem beroende på var de infogas, så kan de även medföra förändringar i vårt DNA som främjar de gener som kodar för våra proteiner.

Presskontakt:

Jonas Andersson

Telefon:

Telefon: 046-222 70 17

Mobil:

0727-385858