5-formylcytosine; de onderkant zit aan de rest van het DNA vast.

5-formylcytosine is een stabiel onderdeel van zoogdieren-DNA. Dat brengt het aantal erkende basen op zeven en voegt mogelijk een geheel nieuw hoofdstuk toe aan de epigenetica, suggereert een publicatie in Nature Chemical Biology.

De onthulling komt nog geen maand na die van 6-methyladenine als nummer zes. Adenine, thymine, guanine, cytosine en 5-methylcytosine waren uiteraard al veel langer bekend.

5-formylcytosine (afgekort 5fC) was ook al eerder aangetoond in muizenstamcellen-DNA. Maar tot nu toe werd het aangezien voor een tussenstap bij de demethylering van 5-methylcytosine (5mC), een enzymatisch proces waarvan de details nog grotendeels onbekend zijn. Hetzelfde gold trouwens voor 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) en 5-carboxycytosine (5caC), twee andere cytosinevarianten die je in zeer lage concentraties in muizen-DNA kunt terugvinden.

Met de gevoeligste combinatie van nano high performance-vloeistofchromatografie en massaspectrometrie (nano-HPLC/HPMS) hebben Martin Bachman, Shankar Balasubramanian en collega’s uit Cambridge nu nog eens goed naar de verhoudingen tussen die cytosines gekeken. Dit keer niet alleen in stamcellen maar ook bij embryo’s en volwassen muizen. Daar bleek geen peil op te trekken. De verhouding verschilt per weefseltype en verloopt naarmate de muizen ouder worden, en ook dat verloop is voor elk cytosine anders. Dat doet vermoeden dat ze niet allemaal schakels in één keten zijn.

Het 5hmC is echter wel degelijk de grondstof voor de andere twee. Genetisch gemodificeerde muizen die van 5mC geen 5hmC kunnen maken, produceren ook geen 5fC of 5caC.

Tot slot zijn proeven gedaan met muizenvoer dat gelabelde methylgroepen bevatte, opgebouwd uit deuterium en koolstof-13. Als met die groepen cytosine wordt gelabeld dat vervolgens wordt gedemethyleerd tot 5hmC en 5fC, dan verwacht je dat je de afwijkende isotopen overal in terugvindt.

Maar dat blijkt alleen op te gaan voor weefsel dat nog volop in de groei is. In volwassen muizenhersencellen, die zich nauwelijks meer delen, vind je zelfs na drie maanden voeren nauwelijks isotopen in het 5fC terug. Dat 5fC moet dus al zijn gevormd vóórdat die isotopen voor het eerst aan het voer werden toegevoegd, wat automatisch inhoudt dat het behoorlijk stabiel is.

De volgende vraag is nu wat de biologische functie van dat 5fC is. Voor de hand ligt dat het net als 5mC de genetische expressie regelt, maar dáár is voorlopig nog geen enkel bewijs voor.

bron: C&EN, Nature Chemical Biology