23 september

Promotie Stefan Redl: Zebravis kiembaanontwikkeling in de aan- en afwezigheid van een functionele PIWI route

Terug naar nieuws

Stefan Redl van de René Ketting groep, een onderzoeksgroep die voorheen onderdeel was van het Hubrecht Institute en zich tegenwoordig bevindt in het Institute of Molecular Biology in Mainz, Duitsland, heeft op 23 september met succes zijn proefschrift verdedigd. Tijdens zijn PhD bestudeerde Redl hoe de PIWI-route, die belangrijk is voor het beschermen van het DNA in de kiemcellen, betrokken is bij de ontwikkeling van de kiemlijn in de zebravis. Redls onderzoek hiernaar is beschreven in zijn proefschrift “Zebravis kiembaanontwikkeling in de aan- en afwezigheid van een functionele PIWI route”.

Het DNA beschermen
De kiembaan, de cellen die de geslachtscellen zullen vormen, komt tot stand tijdens de vroege embryonale ontwikkeling en moet veilig gehouden worden tot aan het moment van reproductie. Ons DNA bevat zogenaamde transposons, kleine stukjes DNA die zich kunnen verplaatsen binnen het DNA, of zichzelf kunnen kopiëren en vervolgens nestelen op een andere plek in het DNA. Je kunt je voorstellen dat het invoegen van zo’n transposon in een gen, of een regio in het DNA die de activiteit van een gen reguleert, erg schadelijk kan zijn voor de cel waarin dit gebeurt. Voor normale lichaamscellen heeft dit alleen invloed op die specifieke cel en de potentiële dochtercellen van die cel. Echter, als zoiets gebeurt in een kiemcel dan beïnvloedt dit de vruchtbaarheid en wellicht alle nakomelingen van het individu. Daarom is er in de kiemcellen een systeem dat ervoor zorgt dat de transposons zich niet kunnen verplaatsen of kopiëren: de PIWI-route (zie Figuur).

De PIWI-route
De PIWI-route maakt gebruik van PIWI-eiwitten en kleine RNA’s, zogenaamde piRNA’s, die samen de transposons inactief kunnen maken, waardoor de kiemcellen beschermd zijn. Redl bestudeerde tijdens zijn PhD het effect van het uitschakelen van twee genen die betrokken zijn bij de PIWI route in andere dieren, tdrd9 en vasa, op de kiembaanontwikkeling van de zebravis. Hij liet zien dat deze eiwitten ook belangrijk zjn in de PIWI route van de zebravis en dat het uitschakelen van deze genen resulteerde in het verliezen van alle kiemcellen en daardoor onvruchtbare zebravissen. Het uitschakelen van een ander gen dat betrokken is bij kleine RNA routes in andere dieren, gtsf1, bleek te resulteren in een gedeeltelijk verlies van de kiemcellen, een defect in het aanmaken van sperma en hoger aantal mannetjes in het nageslacht.

Kiemcelontwikkeling
Een ander aspect waar Redl in geïnteresseerd was is het lot van de kiemcellen van de zebravis tijdens de ontwikkeling van de geslachtsorganen. Tijdens deze periode dat de vorm en de expressie van de genen drastisch verandert in de vroege kiemcellen. Zowel de genen als grote DNA gebieden tussen de genen worden geactiveerd en deze grote gebieden voeden de PIWI route in de bevruchte eicellen.

The PIWI pathway | De PIWI route

 

 

René Ketting is voormalig groepsleider van het Hubrecht Institute en is op dit moment groepsleider en Wetenschappelijk Directeur van het Institute of Molecular Biology in Mainz – Duitsland, en professor aan de Johannes Gutenberg Universiteit in Mainz.

Banner foto: Vroege kiemcellen in een 6 dagen oude zebravis, met de rand van de celkern in groen en het PIWI eiwit Ziwi in roze.