Myeline komt door retrovirus

Uitlopers van zenuwcellen (oligodendrocyten) warin de vorming van het isolerende laagje myeline in groen zichtbaar is gemaakt. Foto: Peggy Assinck, Altos Labs-Cambridge Institute of Science

Zenuwcellen hebben hun isolerende omhulsel te danken aan een oud retrovirus.

Het isolerende laagje myeline dat rondom de lange uiteindes van zenuwcellen zit, is mogelijk toe te schrijven aan een oud retrovirus. Dit virus bouwde zich gedurende de evolutie waarschijnlijk meermaals in bij het genoom van gewervelden. De resulterende genoomsequentie, die onderzoekers RetroMyelin noemen, reguleert de aanmaak van een belangrijk bestanddeel van myeline. Dat schrijft een Brits-Frans team van biologen 15 februari in Cell. Myeline vormt een schil rond axonen, waar het voorkomt dat elektrische lading weglekt uit zenuwcellen en zo voor snelle impulsgeleiding door zenuwuitlopers zorgt. Voor een groot en complex brein komt myeline daardoor goed van pas. Het speelde waarschijnlijk een belangrijke rol bij de evolutie van vertebraten. De biologen treffen dan ook een versie van RetroMyelin aan in alle 23 gewervelde diergroepen met onderkaak die ze onderzoeken – in kaakloze vertebraten en ongewervelden vinden ze geen RetroMyelin . De aanwezigheid van een onderkaak evolueerde ongeveer gelijktijdig met die van myeline.

De biologen komen RetroMyelin in eerste instantie bij ratten op het spoor, in het niet-coderende deel van het genoom. RetroMyelin is daar waarschijnlijk ooit terecht gekomen door een virus dat zich lang geleden in het genoom nestelde. Inmiddels zitten er 118 kopieën van in het rattengenoom. Het rna-product van deze sequentie blijkt te binden aan een transcriptiefactor. Die reguleert op zijn beurt de productie van myelin basic protein (Mbp). Mbp is het belangrijkste bestanddeel van myeline.

RATTENBREIN

Oligodendrocyten, de cellen die in de hersenen verantwoordelijk zijn voor myelineproductie, slagen er bijna niet meer in Mbp te maken als onderzoekers Retro-Myelin experimenteel blokkeren. In een ontwikkelend rattenbrein blijkt zo’n blokkade ook voor veel meer niet-gemyeliniseerde axonen te zorgen. Aangezien RetroMyelin ook bij andere gewervelden voorkomt, nemen onderzoekers de proef op de som met zebravis- en kikkercellen. Ze verstoren RetroMyelin in deze cellen met Crispr-Cas9, en ook dan blijkt de productie van myeline te stokken.

De onderzoekers bouwen vervolgens een fylogenetische stamboom en vergelijken de sequentie van RetroMyelin bij 22 diersoorten. De kopieën van RetroMyelin binnen een soort lijken veel op elkaar; exemplaren van verschillende soorten veel minder. Dat suggereert volgens de onderzoekers dat RetroMyelin niet bij één gemeenschappelijke voorouder voorkwam en zo terecht kwam bij verschillende vertebraten, maar dat er meermaals een retrovirus in een vertebratengenoom is ingebouwd. Via convergente evolutie zou dat in alle gewervelden tot efficiënte myelineproductie hebben geleid. ‘Als retrovirussen hun sequentie niet in het genoom van gewervelden hadden gestopt, was er geen myelinisatie geweest, en (...) was de diversiteit aan gewervelden zoals we die kennen niet tot stand gekomen’, concludeert laatste auteur Robin Franklin van het Cambridge Institute of Science in een persbericht.