Science & Mutations - publication news PART2

23 sept, 2025

[English summary below]

De afgelopen tijd zijn er meerdere wetenschappelijke artikelen verschenen over onze Leidse watersalamanderstudies. Graag neem ik je deze weken mee langs elk van deze publicaties met een korte uitleg – zodat jij weer helemaal op de hoogte bent van het laatste nieuws uit amfibieënland!

Tijd voor deel 2:

Bij het Wielstra lab hebben wij jarenlang onderzoek gedaan naar een handvol mutaties die misschien wel de meest ingewikkelde zijn die er bestaan. Ik heb het over de mutaties in het DNA van kam- en marmersalamanders, die ik bestudeerde in het kader van mijn PhD en postdoc projecten.

Die soorten zitten namelijk opgescheept met een bizar, dodelijk syndroom waardoor de helft van de eitjes niet uitkomt. Dit wordt veroorzaakt door afwijkingen in het DNA. Zo veel was al bekend, omdat wetenschappers al meer dan veertig jaar geleden onder de microscoop (!) met het oog konden zien dat het DNA van deze salamanders soms in vorm varieert. En dat die variatie verklaarde welke eitjes wel, of juist niet, uitkwamen.

Als dat inderdaad al door een microscoop waar te nemen is en duidelijk gelinkt is aan een vorm van letaliteit, dan weet je zeker: er zit iets heel goed fout in dat DNA! Maar wat dan? [tekst gaat verder na de foto]

Onder een microscoop kun je cellen, en zelfs onderdelen daarvan zoals een compleet DNA molecuul, goed uitvergroten. Je kunt alleen helaas niet - zoals slechte, forensische series en films soms incorrect doen impliceren - zó ver inzoomen dat je de genetische code kunt 'lezen'. Daarvoor is echt een ander type analyse nodig.

De DNA code van salamanders is soms wel 10x zo lang als dat van een mens. Dat maakt het doen van microscopisch onderzoek weliswaar relatief gemakkelijk (omdat het een heleboel DNA is, dat dan als 'chromosoom-massa-molecuul' direct beter zichtbaar is), maar het maakt het onderzoek doen naar de genetische code zelf juist weer heel ingewikkeld...

Dit komt omdat zo'n lange code lastig uit te lezen is door bepaalde apparaten. En zelfs als dat wel lukt, is het daarna een super ingewikkelde, grote puzzel om in elkaar te zetten. Veel verder dan naar de microscoop grijpen, waren wetenschappers daarom nooit gekomen.

Tot nu!

Want wij hebben nu een groot deel van die ingewikkelde, genetische code in kaart gebracht èn de gemuteerde stukken code direct gekoppeld aan het syndroom. En dit hebben wij op verschillende manieren gedaan, onder het mom van: "we hebben het nog nooit gedaan, dus we denken dat we het wel kunnen".

Langzaamaan komen dan ook onze publicaties naar buiten waarin we onze op maat gemaakte lab-methodes of computer-analyses in detail uitleggen.  Hieronder schets ik een kort beeld van de inhoud van één van die recente artikelen: een publicatie waarin wij laten zien hoe we dan precies aan de hand van gemuteerde stukken uit de genetische code het gekke syndroom in de salamanders konden 'bevestigen'. [tekst gaat verder na de foto]

Foto van de 'chromosomen' van een mens, ter illustratie. Chromosomen zijn zichtbaar onder de microscoop. De genetische code zelf niet - daarvoor kan een microscoop niet ver genoeg inzoomen!

Het desbetreffende artikel verscheen onlangs in het tijdschrift Ecology & Evolution. We kruisten verschillende kamsalamandersoorten met elkaar om hybride nakomelingen te genereren. Dat is handig, omdat twee verschillende soorten - die hier en daar in het DNA verschillen - een soort 'cocktail-mix' van hun DNA overdragen aan hun nakomelingen.  En daarmee kun je bepaalde overervingspatronen gemakkelijker volgen van generatie op generatie.

Door dit te doen, ontdekten wij al snel dat de gemuteerde stukken DNA zich anders gedroegen in 'het mixpatroon van de cocktails', vergeleken met normale stukken uit het DNA. Verder zagen we dat die gemuteerde stukken DNA altijd in een bepaalde 'dodelijke' samenstelling voorkwamen in de eitjes die niet uitkwamen - en in een bepaalde 'gezonde' samenstelling in de eitjes die wel uitkwamen.

Datzelfde patroon zagen de wetenschappers vroeger dus eigenlijk al door de microscoop heen... Maar wij hebben, met dit experiment, aan de hand van de code zelf, deze DNA-link met het syndroom (her)bevestigd.

Hoe cool is dat!?

De wetenschappelijke publicatie werd getrokken door mijn (oud)collega Willem Meilink. Je kunt hem bekijken via de knop hieronder:

English summary:

Recently, we published several scientific papers regarding our Wielstra lab newt studies. In this blog series, I explain each publication in simple terms. This Part 2 focuses on a bizarre lethal syndrome in crested and marbled newts, where half the eggs fail to hatch due to genetic constraints. Decades ago, scientists already noticed that the DNA shape of eggs that were healthy and eggs that were inviable differed, using a microscope and karyotyping. Thereby linking the high embryo mortality to a genetic cause. However, you cannot “read” the genetic code with a microscope... That requires sequencing, which is challenging because newt genomes are extremely large. Which is why nobody (but us) was crazy enough to try to figure out the mystery here, until now! Our team managed to map significant parts of this complex genetic code, and link certain mutated regions directly to the syndrome. We did this by crossing different crested newt species, creating hybrids that allowed us to 'track' certain inheritance patterns. We found that the mutated DNA segments behaved differently in terms of how they got inherited, and that they always appeared to be present in a 'lethal combination' in unhatched eggs versus in a 'healthy combination' in viable ones. Thereby confirming what scientists saw ages ago under a microscope: but with actual parts of the genetic code. This study was led by my colleague Willem Meilink and published in Ecology & Evolution, accessible via the green button above.