systeemmutaties

Systeemmutaties verwijzen in de biologie naar mutaties die niet beperkt blijven tot één gen of eiwit, maar het functioneren van een gehele biologische infrastructuur beïnvloeden. Ze kunnen de werking van netwerken van genregulatie, signaaltransductie en metabole routes veranderen en leiden tot wijdverspreide veranderingen in fenotype.

Oorzaken en kenmerken: mutaties in masterregulators zoals transcriptiefactoren, kinasen of chromatine-regulatoren kunnen downstream genen in meerdere paden tegelijk beïnvloeden. Structurele varianten zoals kopie-aantal variaties en chromosomale rearrangementen kunnen meerdere loci tegelijk raken. Daarnaast kunnen cis-regulatoire mutaties de expressie van gehele routes wijzigen; gecombineerde kleine-effectmutaties kunnen ook systematische veranderingen veroorzaken.

Voorbeelden en gevolgen: in ontwikkeling kunnen systeemmutaties leiden tot misvormingen als gevolg van verstoorde patroonvorming; in cel- en weefselprocessen kunnen signaalnetwerken en metabole routes ontregeld raken; in de geneeskunde komen systeemmutaties voor bij multisysteemstoornissen en bij kanker, waar mutaties in globale regulators brede transcriptie- en metabolietveranderingen veroorzaken; in microbiologie kunnen mutaties in globale regulerende netwerken zorgen voor aanpassingen aan de omgeving.

Detectie en onderzoek: technologieën zoals hele-genoomsequencing en transcriptomics worden ingezet om systematische veranderingen te identificeren; netwerken- en systeembiologie-methoden helpen bij het in kaart brengen van gerelateerde paden; functionele experimenten in modelorganismen leveren bewijs voor causaliteit. Inzichten in systeemmutaties ondersteunen diagnose, prognose en mogelijk gerichte therapieën.