DNA - Jopinie – Jop de Vrieze

DNA Etcetera
Redactie Jop de Vrieze, Kristy van Lammeren & Frans van Dam
Voorwoord
DNA, genen, biotechnologie, genomics of genetisch
veranderde gewassen. Sla een krant open en je vindt
hierover wel ergens een bericht. CSI – DNA does not
lie! - is bijna elke avond op TV en in een beetje SF-ﬁlm
lopen genetisch aangepaste wezens rond.
Maar wat betekent ‘DNA’ of ‘gen’ nou eigenlijk? Wat
voor DNA-onderzoek wordt er gedaan? Wie wordt
er straks beter van en wie heeft last van de nadelen?
Worden we straks allemaal ‘patiënt’ voordat we ziek
zijn, omdat we weten dat we extra kans maken op
ziekte x of y? Het DNA-onderzoek is in een enorme
stroomversnelling terecht gekomen. Onderzoekers
bekijken tegenwoordig duizenden genen tegelijk.
Tegelijkertijd spelen er ook maatschappelijke kwesties.
Is het wel zo prettig om alles te willen weten? Van wie
zijn genen nou eigenlijk? Wie heeft toegang tot een
DNA-databank?
Deze en vele andere zaken kun je vinden op www.
allesoverDNA.nl, een website die sinds maart 2005
online is. Deze site is er ook voor scholieren, die er
lesmateriaal en opdrachten kunnen vinden. Docenten
kunnen er een Reizend DNA-lab bestellen dat de klas
een bezoek brengt.
Dit boek bevat een greep uit (bewerkte) artikelen van
www.allesoverDNA.nl. Als bron van verwondering of
stof tot nadenken.
Frans van Dam & Kristy van Lammeren
Centre for Society and Genomics
Foutje bedankt 49
Kankergenen opsporen 50
DNA-reparatie in de strijd tegen kanker 53
De wereld veroverd met een DNA-chip 56
Rekenen aan darmkanker 59
Genen repareren 62
Inhoudsopgave
DNA: code in 4 letters 6
Het DNA ontrafelds 9
De strijd om het menselijk DNA 10
Apen krijgen geen AIDSs 13
DNA sequencen: een gevecht tegen de getallens 17
Bouwstenen in 3Ds 21
Beter, sneller, knappers 25
Mooier en slimmer met genomics 26
Smaak zit in de genen én tussen de oren 28
Is dik-zijn genetisch bepaald? 30
De mens op het spoor 35
Boeven vangen met DNA 36
DNA geeft hints over uiterlijk 39
Vanuit Afrika de wijde wereld in 42
Nieuwsgierig naar DNA 44
Koppie koppie 65
Depressief, en nog hoofdpijn ook 66
Genen en de zieke geest 69
Eiwit de mist in 72
Elk wat wils 77
Medicijn op maat 78
DNA testen via het internet 80
Een pleister van RNA 84
Ecologisch verantwoord 89
Autorijden op landbouwafval en olifantenpoep 90
Miljoen nieuwe genen in zeewater 92
Plantaardige vampiers 94
Hap slik weg 99
De aardappel: volksvoedsel en zorgenkindje 100
Past genomics in biologische veredeling? 103
Droge rijst voor Afrikanen 106
Wereldwijd 109
Microsoldaten sporen landmijnen op 110
Van wie is dat gen nou eigenlijk 112
DNA: CODE VAN 4 LETTERS
OV ERA LisDNA
6
DNA: code van 4 letters
DNA
Een DNA-molecuul bestaat uit twee lange strengen die
om elkaar heen gedraaid zijn en precies in elkaar passen. Deze vorm wordt een dubbele helix genoemd. Een
DNA-streng is opgebouwd uit vier verschillende nucleotiden, namelijk Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C)
en Guanine (G). Met de letters ATCG wordt de taal van
het DNA geschreven. De twee DNA strengen zijn als een
soort ritssluiting met elkaar verbonden, waarbij een A
altijd gekoppeld is aan een tegenoverliggende T en een
C altijd aan een G.
Al in 1869 werd DNA ontdekt. Toen de Zwitserse
biochemicus Johann Friedrich Miescher de stof uit
witte bloedcellen isoleerde, werd zijn bevinding echter
nog niet op waarde geschat. In de jaren die volgden
ontstond het idee dat het molecuul bestond uit vier
eiwitgroepen, nucleotiden genoemd, verbonden met
een nucleïnezuur.
Dit bleek niet het geval. In 1953 werd de chemische
structuur van desoxyribonucleïnezuur, want zo heet
de stof eigenlijk, opgehelderd door James D. Watson,
Francis Crick, Maurice Wilkins en Rosalind Franklin. Een
jaar eerder hadden Alfred Hershey en Martha Chase
bewezen dat DNA de drager van erfelijke eigenschappen is. Op basis van deze ontdekkingen stelde Crick
vast dat eiwitten worden geproduceerd uit genen, DNA
dus, en niet andersom. Met andere woorden: DNA is
de basis.
Hiermee brak het genomics tijdperk aan. Niet alleen
de genen van de mens werden in kaart gebracht, ook
planten, dieren en micro-organismen moesten er aan
geloven. Dit leverde een berg aan kennis op. Steeds
beter weten we te doorgronden hoe organismen
ontstaan, wat hen uniek maakt en hoe we gebruik van
hen kunnen maken. DNA blijkt niet allesbepalend te
zijn voor hoe organismen eruit zien. Verder maakt niet
een gen, maar de samenhang van meerdere genen tot
wie wij zijn.
Wat is genomics?
Genomics is de nieuwe term voor grootschalig onderzoek naar erfelijkheid en
de genen. Het woord genomics is afgeleid van genoom (het totaal van genen
in een organisme). Genomics-onderzoek kan gaan om genen van mens, dier,
plant en micro-organismen.
DNA: CODE VAN 4 LETTERS
Al deze nieuwe inzichten leidden ook tot discussies: in
hoeverre mogen wij als mensheid de natuur naar onze
hand zetten? Wat zouden de gevolgen kunnen zijn als
onze experimenten mislopen? Niet voor niets hebben
wetenschappers die zich met genomics bezighouden
altijd nadrukkelijk contact gezocht met de maatschappij. Het is duidelijk dat genomics-onderzoek inzicht en
mogelijkheden biedt, waardoor we onszelf steeds een
klein beetje beter te begrijpen, en steeds iets beter voor
onszelf te zorgen.
7
OV ERA LisDNA
In de vijftig jaren die volgden beleefde DNA-onderzoek
een stormachtige periode. Nadat in 1975 Frederick
Sanger een methode om de nucleotidenvolgorde van
DNA te bepalen had ontwikkeld, was in 2001 het grote
moment daar: de sequentie van het menselijk genoom
was bekend!
Het DNA ontrafeld
De laatste jaren is de kennis die voortkwam uit het genomics-onderzoek in rap tempo vergroot.
Cruciaal hierbij was de ontwikkeling van nieuwe technologieën. Aan die ontwikkeling is nog geen
einde gekomen. Grofweg heeft de technologie op twee manieren verbetering gebracht: onderzoekers
kunnen steeds meer in detail inzoomen, en steeds sneller grote hoeveelheden gegevens analyseren.
Zonder hulp van de huidige krachtige computers had de wetenschap nu nog maar heel weinig over
ons genoom geweten, en zonder bijvoorbeeld 3D-technieken hadden onderzoekers nooit kunnen
bestuderen hoe eiwitten met elkaar binden.
Dankzij deze technieken weten we nu beter wat onze plaats is in het dierenrijk, en waarin we
verschillen van of juist lijken op andere organismen.
Het Human Genome Project mondde uit in een verwoede strijd tussen twee Amerikaanse onderzoeksgroepen.
Het bleek dat het menselijk genoom geen 100.000 maar 22.500 genen bevat.
HET DNA O N TRAFELD
Van het projectbudget werd 3-5% besteed aan ethisch onderzoek.
OV ERA LisDNA
10
De strijd om het menselijk DNA
Het was één van de meest grootschalige onderzoeksprogramma’s
ooit, met een looptijd van veertien jaar en een budget van drie miljard
dollar: het Human Genome Project. In 2003 – sneller dan voorzien
– werd het voltooid. Doelstelling van dit megaproject was het menselijk genoom in kaart te brengen.
De wetenschappelijke betekenis van het Human Genome Project is
moeilijk te overschatten: de resultaten ervan vormen de basis voor het
hedendaagse genomics-onderzoek bij de mens. Het Human Genome
Project is echter om meer dan alleen wetenschappelijke redenen interessant. Ook in andere opzichten hebben we er veel van geleerd.
GENOOMOORLOG
In de eerste plaats hebben we veel overgehouden aan
de manier waarop het project werd georganiseerd. De
DNA-volgorde van de mens vormde de inzet van een
ware genoomoorlog, een Genome War, die vooral
in de Verenigde Staten werd uitgevochten. In 1998
mengde zich naast het National Human Genome
Research Institute onder leiding van Francis Collins ook
Celera Genomics onder leiding van Craig Venter in de
strijd. Deze oorlog was meer dan een competitie tussen
twee concurrerende onderzoeksgroepen. Het was een
strijd tussen twee stijlen van onderzoek. Bij Collins lag
de nadruk op betrouwbaarheid, bij Venter op snelheid.
Craig Venter stelde dat zijn manier van werken veel
sneller en goedkoper was, maar critici hadden veel
wetenschappelijke bezwaren tegen zijn methode. De
groep onder leiding van Francis Collins koos voor een
meer traditionele werkwijze. Zijn onderzoek werd geﬁnancierd met overheidsgeld. De strijd spitste zich toe
op de betrouwbaarheid van de gevonden DNA-volgorden. De onderzoeksresultaten van Collins’ groep waren
openbaar. De groep onder leiding van Craig Venter
daarentegen werd vanuit het bedrijfsleven geﬁnancierd. De groepen verschilden sterk van mening over
de vraag of alle gevonden genen gepatenteerd konden
en moesten worden. Op 26 Juni 2000 kondigden
Collins en Venter echter gezamenlijk in aanwezigheid
betekenis van het geringe aantal genen is groot. Het
heeft een belangrijke betekenis voor ons inzicht in de
relatie tussen genen en eigenschappen, en uiteindelijk
voor ons mensbeeld.
Onderzoekers hebben lang gedacht dat er sprake zou
zijn van één-op-één relaties tussen genen en eigenschappen van organismen. Men dacht dat door een
enkel gen wordt bepaald of we blauwe ogen hebben
dan wel drager zijn van een genetisch defect. Het
Human Genome Project maakt voorgoed duidelijk dat
dit doorgaans te eenvoudig is. De meeste eigenschappen van mensen worden niet door één enkel gen
bepaald maar zijn multi-factorieel; dat wil zeggen dat
HET DNA O N TRAFELD
SAMENSPEL
Al snel werd duidelijk dat het Human Genome Project
om nog andere redenen interessant was. Bij de start
van het project schatten betrokken deskundigen het
aantal genen van het menselijk genoom op ongeveer
100.000. Medio 2000 was dit getal al bijgesteld tot
40.000 of zelfs tot 36.000. En nu is duidelijk dat het
menselijk genoom ongeveer 22.500 genen bevat. De
Genen
Een gen is een bepaalde DNA-volgorde die codeert voor één of meerdere speciﬁeke eiwitten. Het gen bevat informatie over hoe het bewuste eiwit wordt
opgebouwd. Deze eiwitten kunnen een zichtbare erfelijke eigenschap tot uiting
brengen, zoals bloedgroep of oogkleur.
Genen komen in lichaamscellen in paren voor, afkomstig van de vader en moeder. De twee genen van een genenpaar bevatten informatie voor dezelfde erfelijke eigenschap. Genen komen in verschillende verschijningsvormen voor. Zo’n
verschijningsvorm wordt een allel genoemd. De informatie op de twee allelen
kan gelijk (homozygoot) of ongelijk (heterozygoot) zijn.
Het DNA van de genen wordt in de celkern afgelezen en vertaald in een RNAmolecuul. Het mRNA beweegt zich vervolgens naar de ribosomen buiten de
celkern die de informatie vertalen naar de bijbehorende eiwitten.
11
OV ERA LisDNA
van president Clinton de spoedige afronding van hun
inspanningen aan. Het menselijk genoom was zo goed
als in kaart gebracht.
HET DNA O N TRAFELD
MAATSCHAPPELIJK ONDERZOEK
OVERALisDNA
12
ze het gevolg zijn van een complex samenspel tussen
meerdere genen, in combinatie met omgevingsfactoren
zoals leefstijl en milieu. Dit geldt niet alleen voor de
meeste ziekten en gezondheidsproblemen, maar ook
voor eigenschappen, zoals intelligentie of muzikaliteit.
Omgekeerd zijn genen bij meer dan één eigenschap
betrokken.
De bekende paleontoloog Stephen Jay Gould heeft
terecht opgemerkt dat het geringe aantal genen ons
voorgoed van het genetisch determinisme heeft verlost. Beter dan voorheen beseffen we de complexiteit
van het leven en van de mens in het bijzonder. Ons
lot bevindt zich niet zonder meer in onze genen. Het
genoom is geen blauwdruk.
Er was nog iets dat het Human Genome Project
baanbrekend maakte. Al in 1989 stelde de toenmalige directeur James Watson voor om een bepaald
percentage (tussen de 3 en de 5 %) van het budget
te reserveren voor onderzoek naar de ethische en
maatschappelijke aspecten van genomics (Ethical,
Legal and Societal Issues, oftewel ELSI-onderzoek). Dit
vormde het begin van een ontwikkeling die sindsdien
bekend staat als elsiﬁcatie. Grote bètaonderzoeksprogramma’s reserveren een deel van hun budget (meestal
5 %) voor maatschappelijk onderzoek. Dit heeft geleid
tot intensievere samenwerkingen tussen genomicsonderzoekers en sociale wetenschappers. Hierdoor kan
men al in een vroeg stadium meer inzicht krijgen in de
maatschappelijke betekenis van genomics-onderzoek
en in de dynamiek van wetenschappelijke en technologische vernieuwing, in interactie met de maatschappij.
Omgekeerd krijgt door deze samenwerking de samenleving meer te zeggen in de sturing van het genomicsonderzoek.
De mens stamt niet af van de mensaap, maar is een soort verre neef.
Door de 2,7% verschil in het DNA kunnen wij bijvoorbeeld praten en AIDS krijgen, en chimpansees niet.
De mens is sterk verwant aan de gorilla en de chimpansee. Dat blijkt
ook uit ons erfelijk materiaal. Sommige apensoorten kunnen, net als
de mens, een koortslip, tuberculose en lepra krijgen. Toch bestaan er
ziektes die mensen kunnen krijgen, terwijl die bij onze naaste verwanten zelden of nooit voorkomen. Zo kunnen chimpansees besmet raken
met HIV, maar ontwikkelen ze bijna nooit AIDS. Onderzoek naar het
DNA van de chimpansee zou ons kunnen vertellen hoe dat komt.
MENSAAP
Veel mensen denken dat we ‘afstammen van de apen’.
Dat klopt niet helemaal. De waarheid ligt iets genuanceerder. De mens en bepaalde hoogontwikkelde
apensoorten behoren tot de superfamilie Hominoidea.
Deze superfamilie bestaat, naast de mens, uit gibbons,
orang-oetans, gorilla’s, bonobo’s en chimpansees. Deze
apen worden ook wel mensapen genoemd. De mens
en de mensapen hebben hoogstwaarschijnlijk één gezamenlijke voorouder. Er was dus ooit een aapachtige
die door de evolutie in verschillende soorten – de mens
en de mensapen dus – is veranderd. Overigens is het
waarschijnlijk dat alle organismen één gemeenschappelijke voorouder hebben.
AFGESPLITST
Zulke enorme veranderingen vinden natuurlijk niet van
de ene op de andere dag plaats: er gaan vele miljoenen jaren overheen. Wetenschappers schatten dat
zo’n twaalf miljoen jaar geleden de orang-oetan zich
heeft afgesplitst van de gemeenschappelijke voorouder van de mens en de mensapen. Zo’n zeven tot
acht miljoen jaar geleden deed de gorilla hetzelfde en
de chimpansee/bonobo en de mens ontstonden zo’n
vijf tot zeven miljoen jaar geleden. Vanaf dat moment
zijn de mensachtigen en de chimpansee/bonobo zich
gescheiden gaan ontwikkelen. De chimpansee en de
bonobo zijn 2,5 miljoen geleden als aparte soorten uit
elkaar gegaan.
13
OV ERA LisDNA
Apen krijgen geen AIDS
HET DNA O N TRAFELD
Deze verschillen leren ons veel over onszelf.
HET DNA O N TRAFELD
OV ERA LisDNA
14
Chimpansees en mensen hebben dus wel dezelfde
voorouder, maar we zijn niet direct uit chimpansees
voortgekomen. We zijn dus een soort verre neven en
geen achterkleinkinderen van chimpansees. Dankzij
deze verwantschap is de chimpansee het dier dat qua
erfelijk materiaal het meest op de mens lijkt. Maar ook
de andere mensapen komen genetisch sterk overeen
met de mens. Juist hierdoor kunnen ze ons veel leren
over waar we vandaan komen en hoe bepaalde ziektes
werken.
VERGELIJKEN
Het in kaart brengen van het genoom houdt in dat
onderzoekers achterhalen wat de volgorde van die
nucleotiden in het DNA is. Doordat de mens en de
chimpansee aan elkaar verwant zijn, is het verschil
tussen beide genomen interessant. Op een gegeven
moment heeft een grote groep onderzoekers dan
ook besloten het genoom van de chimpansee in kaart
te gaan brengen. In 2005 was het project afgerond.
Omdat het menselijk genoom al in 2003 bekend was,
kon het meteen met dat van de chimpansee vergeleken
worden. Het bleek dat het erfelijke materiaal van de
chimpansee voor ongeveer 97,3 procent overeenkomt
met dat van de mens. Het verschil van 2,7 procent
zou kunnen verklaren waarom mensen kunnen praten
en waarom chimpansees geen AIDS of de ziekte van
Alzheimer kunnen krijgen. Een jaar later is het volledige
genoom van de rhesusaap in kaart gebracht. Het bleek
voor ongeveer 93 procent overeen te komen met dat
van de mens. Meer dan 98 procent komt overeen met
het genoom van de chimpansee. De genomen van
andere mensapen, waaronder de orang-oetan en de
gorilla, zullen binnenkort bekend zijn.
Binnen een soort bestaat altijd variatie. Die variatie
zorgt ervoor dat het DNA van het ene individu niet
precies hetzelfde is als dat van een ander individu.
Als dat wel zo zou zijn, dan zou iedereen binnen een
soort er vrijwel hetzelfde uitzien. Daarom bestaat er
niet zoiets als ‘het genoom’ van een diersoort. Als een
onderzoeker het over ‘het genoom’ van een diersoort
heeft, bedoelt hij daar het ‘gemiddelde’ genoom van
enkele individuen mee. Dat gemiddelde genoom is representatief voor die diersoort. Tussen mensen bestaat
ook variatie. De een is lang, de ander kort. De een
heeft blond haar, de ander bruin. Die variatie zit ook in
INZICHT IN ZIEKTES
Bij de mens komen ziektes voor die apen zelden of
nooit krijgen. Behalve de mens zijn alleen bepaalde
apensoorten gevoelig voor infecties met bijvoorbeeld
het menselijke hepatitis virus (een virus dat leverontsteking en leverkanker kan veroorzaken) en speciﬁeke
soorten van de malariaparasiet. Het ontwikkelen en
testen van mogelijke vaccins tegen deze ziektes zijn dus
alleen mogelijk bij de mens en die apensoorten. Ook
lijken de hersenen van sommige apen sterk op die van
de mens waardoor ze gebruikt kunnen worden voor
onderzoek naar bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer
of Parkinson.
besmet worden met HIV,
maar krijgen vervolgens
vrijwel nooit AIDS.
HET DNA O N TRAFELD
Om een beter beeld te krijgen van wat de overeenkomsten en verschillen zijn binnen een soort en tussen
soorten moeten de genomen van verschillende individuen van verschillende soorten onder de loep genomen
worden. Die kun je vervolgens met elkaar vergelijken.
Het menselijk genoom – d.w.z. het ‘gemiddelde’ genoom van enkele individuen – kun je bijvoorbeeld vergelijken met de genomen van verschillende apensoorten, zoals chimpansees en gorilla’s. Je kijkt dan naar de
overeenkomsten en verschillen binnen een soort, maar
ook tussen aanverwante soorten.
Chimpansees kunnen wel
Chimpansees kunnen wel met HIV (het virus dat
bij mensen AIDS kan veroorzaken) besmet worden,
maar worden vervolgens vrijwel nooit ziek. Hoe kan
dat? Nadat chimpansees met HIV besmet zijn maken
speciale cellen van hun afweersysteem antistoffen aan
die ervoor zorgen dat het virus onschadelijk wordt
gemaakt. Bij mensen wordt het virus door die antistoffen niet onschadelijk gemaakt. Een bepaald type cellen,
dat onmisbaar is voor een effectief werkzaam afweersysteem, gaat bij mensen met AIDS kapot. Bij chimpansees gebeurt dat niet. In de besmette chimpansees
worden minder virusdeeltjes gemaakt dan bij mensen.
Ook hebben chimpansees afweercellen die hard optreden tegen de HIV-besmetting waardoor de levensbedreigende ziekte AIDS niet ontstaat. Vergelijking van
het menselijke genoom met dat van de chimpansee
15
OV ERA LisDNA
een ander punt: sommige mensen krijgen diabetes en
anderen niet. Daarom is die variatie tussen individuen
interessant. Wat kan de variatie in het DNA ons vertellen over waarom die mensen ziek worden?
HET DNA O N TRAFELD
zou ons een beter beeld kunnen geven over waarom
chimpansees vrijwel nooit AIDS krijgen na besmetting
met HIV. En die kennis zou mogelijk tot een AIDS-medicijn voor mensen kunnen leiden.
OVERALisDNA
16
Rhesusapen worden veel gebruikt voor het testen van
nieuwe medicijnen tegen AIDS. Bij sommige apen komt
een virus voor dat sterk lijkt op HIV. Dat virus heet SIV.
Rhesusapen worden, in tegenstelling tot chimpansees,
wel ziek na besmetting met SIV. Sterker nog, hun
symptomen lijken sterk op die van mensen met AIDS.
Hierdoor is de rhesusaap de meest geschikte diersoort
om nieuwe medicijnen tegen AIDS te testen.
Als onderdeel van een wereldwijd project ontrafelen Wageningse onderzoekers het DNA van de tomaat en de aardappel.
Dit sequencen legt genen bloot die planten gevoelig maken of beschermen tegen ziekten en andere invloeden.
DNA sequencen: een gevecht tegen de getallen
In Wageningen staat één van de snelste apparaten
voor het aﬂezen van DNA-volgorden van planten in
Europa. Hiermee kunnen ze, per dag, de volgorde van
één miljoen baseparen (de moleculaire bouwstenen
van DNA) vaststellen. Dit apparaat wordt ingezet om
het hele genoom van de aardappel en de tomaat in
kaart te brengen. Dat doet het instituut Plant Research
International niet alleen – ook universiteiten en bedrijven in landen als de Verenigde Staten, China, Nieuw
Zeeland en Ierland doen mee. Kennis die dit onderzoek
oplevert, kan bijvoorbeeld de weg vrijmaken voor het
kweken van aardappels met meer vitamines en een
hogere voedingswaarde.
17
MILIEU
Door het grootschalige sequencen vinden onderzoekers plantengenen die betrokken zijn bij resistentie van
planten tegen ziekten en plagen. Resistente planten
hoeven minder bespoten te worden – voordeel dus
voor het milieu. Bovendien is er minder gewasschade.
Rassen die toleranter zijn tegen droogte of zout in
de grond zijn essentieel om het productieareaal van
gewassen zoals rijst en maïs in ontwikkelingslanden te
kunnen vergroten.
OV ERA LisDNA
De verschillen in genoomgrootte zijn enorm. Het genoom van een
lelie is ongeveer duizend keer groter dan dat van een andere plant, de
zandraket. Een vergelijking tussen het lezen van de DNA-basen van
een organisme en het lezen van letters brengt de verschillen mooi
in beeld. Een kind dat naar de middelbare school gaat zal meer dan
duizend minuten, dus meer dan zestien uur, nodig hebben om het
kleinste genoom dat we nu kennen af te lezen: dat van de bacterie Mycoplasmagenitalium. Over het genoom van de mens zou de
brugklasser meer dan tien jaar doen, over dat van de tulp meer dan
vierhonderd jaar. De lengte van het DNA is dus enorm: in iedere cel
van tomaat zit 23 centimeter DNA en in iedere leliecel niet minder
dan dertien meter!
HET DNA O N TRAFELD
Verrassend veel genen met dezelfde functies komen bij uiteenlopende soorten voor.
HET DNA O N TRAFELD
Organisme
OV ERA LisDNA
18
Bacteriën
Mycoplasma
E. coli
Schimmels
Gist
Aspergillus
Ongewerveld
Roundworm
Fruitvlieg
Sprinkhaan
Gewerveld
Mens
Muis
Planten
Zandraket
Rijst
Aardappel
Maïs
Tarwe
Lelie
lengte DNA (basenparen)
580.000
4.600.000
12.100.000
25.400.000
100.000.000
140.000.000
5000.000.000
3.000.000.000
3.000.000.000
130.000.000
420.000.000
850.000.000
5.000.000.000
1.700.000.000
120.000.000.000
ENORME VERSCHILLEN
Opmerkelijk is ook dat de lengte van het DNA van planten als tarwe, tulp en lelie vijf tot vijftigmaal langer is dan
dat van de mens, terwijl alle vier organismen bijna even
veel genen bezitten als wij (ongeveer 25.000). Simpel
gezegd, ééncellige organismen hebben een genoom dat
vrijwel geheel uit een klein aantal (1000 genen per miljoen baseparen) genen bestaat. Het DNA van de mens,
maïs en lelie daarentegen bevat slechts hier en daar
een gen. De rest wordt gezien als een soort genetische
vulling, ook wel junk-DNA genoemd. De laatste jaren
is gebleken dat junk-DNA ook van belang is voor het
optimaal functioneren van de genen. Alleen vele jaren
onderzoek zal ons in de toekomst laten zien waar dit
extra DNA echt voor dient.
IN DE GENEN
Van ongeveer tien procent van de zandraketgenen
weten we dankzij laboratoriumexperimenten de exacte
functie. Van zestig procent hebben we slechts een
vermoeden. Door de DNA-volgorde van de zandraket te
vergelijken met dat van andere organismen, komen onderzoekers tot verrassende ontdekkingen wat betreft de
functies van genen. Zo lijken ongeveer honderd genen
van de zandraket op genen van de mens die betrokken zijn bij erfelijke ziekten waaronder de taaislijmziekte
(cystische ﬁbrose) en borstkanker.
Veel genen zijn echter uniek voor planten. De zandraket bezit bijvoorbeeld genen die veel te maken hebben
met herkenning van plagen, parasieten of ziekmakende
schimmels en de resistentie daartegen. Gezien het aantal
bacteriën, schimmels, insecten en nematoden op aarde is
het verbazingwekkend dat planten, die niet weg kunnen
Sequencen
Sequencen is een techniek waarbij de basenvolgorde
van een DNA-streng of de aminozuurvolgorde van een
polypeptide (eiwit) wordt bepaald.
Deze techniek is in 1975 ontwikkeld en is in de loop van
de jaren steeds beter en sneller geworden. In 1995 werd
voor het eerst het DNA van een heel organisme gesequenced: Haemophilus inﬂuenza, een bacterie met een
genoom van ongeveer 2 miljoen basenparen. In 2001
werd de sequentie van het menselijk genoom gepubliceerd, 3 miljard basenparen lang. Van meer dan 400
organismen is nu de volledige DNA-volgorde bekend.
sequencen voorbereid
HET DNA O N TRAFELD
Wanneer DNA-volgorden voor meerdere planten
beschikbaar komen kunnen we deze informatie ook
gebruiken om inzicht te krijgen in de evolutie van
Het DNA wordt op het
planten. Onderzoekers hebben stukken van het zandraketgenoom vergeleken met dat van het verwante
herderstasje. Dit laat zien dat heel weinig veranderd is
sinds het moment dat deze twee planten ongeveer zes
tot tien miljoen jaar geleden van een gemeenschappelijke voorouder afsplitsten. Genen van verschillende
koolsoorten (kool, broccoli, mosterd) en de zandraket,
die beiden twaalf tot negentien miljoen jaar geleden
zijn afgesplitst van een gemeenschappelijke voorouder,
lijken ook nog veel op elkaar. Er is zelfs veel gelijkenis
tussen bepaalde genen van de tomaat en de zandraket,
die honderdvijftig miljoen jaar geleden een eigen weg
kozen.
BLOEMKOOL EN BROCCOLI
Plantengenen van verwante planten zoals koolzaad,
bloemkool, broccoli en mosterd lijken dus veel op
19
OV ERA LisDNA
lopen voor hun belagers, in staat zijn te overleven.
Planten beschikken veel meer dan andere organismen over verdedigingsmechanismen als antwoord
op hun omgeving. Alleen door de volgorde van alle
130.000.000 DNA-bouwstenen te bepalen komen
we erachter waar al deze genen zitten. Tot nu toe zijn
meer dan tweeduizend zandraketgenen geïdentiﬁceerd
die informatie bevatten om te overleven. Deze genen
zijn bijvoorbeeld ook bij de aardappel en rijst cruciaal
voor een goede oogst.
HET DNA O N TRAFELD
Pas ontkiemde zandraketten
OVERALisDNA
20
elkaar. Wanneer we een gen in de zandraket ontdekken, bijvoorbeeld voor droogtetolerantie, dan is dit gen
ook terug te vinden in de bloemkool. Dit komt omdat
de DNA-volgorden binnen de genen van verwante
planten hetzelfde zijn. Ook is de volgorde van genen
op het chromosoom vaak vergelijkbaar. Je kunt dus
met behulp van sequencen gemakkelijk belangrijke genen van de zandraket terugvinden op de chromosomen
van andere planten zoals broccoli, aardappel, tomaten,
granen, rijst, tarwe en maïs.
Bioinformatica bespaart onderzoek aan DNA en eiwitten veel tijd en geld.
Moleculen kunnen driedimensionaal bekeken worden.
Veel onderzoekers die zich bij het Centre for Molecular and Biomolecular Informatics in Nijmegen melden, omdat zij willen weten hoe een
eiwit er driedimensionaal uitziet, komen terecht bij Hanka Venselaar.
Zij promoveert op de vraag hoe bioinformatici hun kennis het best
kunnen overdragen op biologen, chemici en medisch onderzoekers.
Haar project heeft dan ook een educatief en communicatief karakter.
Uiteindelijk is het de bedoeling dat deze onderzoekers zelf gebruik
kunnen maken van de software waarmee je eiwitten in 3D (= driedimensionaal) kunt bekijken.
WERK BESPAREN
“Wij laten de onderzoekers zien hoe ze zichzelf veel
werk kunnen besparen”, zegt Venselaar. Het is mogelijk
om lukraak mutaties (veranderingen) aan te brengen in
een gen en vervolgens te onderzoeken hoe de activiteit
van het eiwit is veranderd. Dat is echter veel werk. “Wij
kunnen met 3D software voorspellen welke mutanten
al dan niet het gewenste effect zullen hebben.”
Neem bijvoorbeeld de onderzoeksgroep Organische
Chemie die een chemische verbinding wilde koppelen aan methionine, één van de aminozuren in een
eiwit. Venselaar: “Ik kon hen laten zien dat geen van
de aanwezige methionines in het eiwit geschikt was
voor de koppeling met de chemische stof. Dat kwam
omdat ze op te grote afstand van de active site van het
eiwit zaten of aan de binnenkant van het eiwit, waar
geen plaats is voor een extra verbinding. Daarom is
toen onderzocht of één van de andere aminozuren in
methionine veranderd kon worden, door een mutatie in
het DNA. Uiteindelijk heb ik hen, met hulp van het 3Dprogramma, verschillende suggesties kunnen doen voor
deze mutaties. Zo hebben ze dus zelf kunnen bepalen
waar de methionine in het eiwit terecht kon komen.
Natuurlijk moet je er dan ook nog rekening mee houden dat je de structuur van het eiwit niet verstoort.”
Een tweede voorbeeld is het 3D-onderzoek aan het ‘repressoreiwit’ p63. Mutaties in het gen dat codeert voor
21
OV ERA LisDNA
Bouwsteen in 3D
HET DNA O N TRAFELD
Dat levert relevante kennis over activiteit en bindingen van deze moleculen op.
TOEKOMST
p63-eiwit (rechts)
HET DNA O N TRAFELD
bindt aan DNA
OVERALisDNA
22
dit eiwit kunnen leiden tot kinderen zonder darmen
of misvormingen van handen, voeten en gehemelte.
Met behulp van 3D-modeling wisten onderzoekers van
het Nijmeegse Radboud Ziekenhuis deze afwijkingen
te verklaren: het gemuteerde eiwit bleek van vorm te
veranderen, waardoor het niet meer op zijn plek aan
het DNA kon binden.
Een laatste voorbeeld is dat van een schimmeleiwit.
De activiteit van dat eiwit kan worden platgelegd door
toediening van antibiotica. Dat bindt aan het eiwit, met
als gevolg dat de schimmel niet langer kan groeien.
De vraag is nu hoe het eiwit resistent wordt voor dit
antibioticum. Als je dat weet dan kunnen onderzoekers
op zoek gaan naar een antibioticum dat wel aan het
resistent geworden eiwit kan binden.
Venselaar draagt steeds haar steentje bij aan het onderzoek van anderen. Zelf zal zij vooral overzichtsartikelen
schrijven over de manier waarop mutaties de structuur
van eiwitten beïnvloeden en hoe het gebruik van 3Dstructuren daarin erg nuttig kan zijn. Voor jonge bioinformatici als Hanka Venselaar is er zeker een toekomst.
Straks heeft zo’n beetje iedere groep op het terrein van
de biologische wetenschappen bioinformatica nodig.
OV ERA LisDNA
23
HET DNA O N TRAFELD
OVERALisDNA
24
BETER, SNELLER, KN APPER
BETER, SNELLER, KN APPER
Kennis levert toepassingen. Wanneer je weet waar DNA voor codeert, is de stap snel gezet naar het
verbeteren van deze code. De vraag is echter wanneer ‘optimaliseren’ omslaat in manipuleren – wat
een veel negatievere klank heeft. Hoewel we nog lang niet alles kunnen met DNA, is de discussie
over de mogelijkheden en grenzen van DNA-veranderingen om ons leven aangenamer te maken al
jaren in volle gang. Nu al kunnen we onze ongeboren kinderen laten testen op gevaarlijke genetische
aandoeningen. Straks kunnen we ook meer eigenschappen laten bepalen. Hoe ver gaan we hierin?
In de landbouw is het al heel lang gewoon om te veredelen, simpelweg door gewassen met elkaar
te kruisen en de beste exemplaren door te kweken. Maar als we dit nu eens makkelijker doen, door
het DNA aan te passen? Vinden we dit kunnen, en wat kunnen de gevolgen zijn voor milieu en
gezondheid? Moeten we straks allemaal ons persoonlijk aangepaste dieet naar binnen werken, om
slank en gezond te blijven? Het zijn stuk voor stuk vragen, waar meestal geen eenduidig antwoord op
te geven valt.
25
OVERALisDNA
Beter, sneller, knapper
Ongeboren kinderen kunnen op steeds meer genetische eigenschappen getest worden.
Straks is het ook mogelijk om ‘goede’ eigenschappen te selecteren.
BETER, SNELLER, KN APPER
Dat brengt allerlei ethische dilemma’s met zich mee.
26
Mooier en slimmer met genomics
Stel je voor: je wilt kinderen, maar niet alleen dat. Je wilt ook dat je
toekomstige kind gezond is. Sterker nog, je wilt dat het goede genen
heeft, want dit zou hem of haar een goede start in het leven kunnen
geven. Via internet ben je er achter gekomen dat er mogelijkheden bestaan om embryo’s of foetussen op gezonde en goede genen te testen,
waarna je de beste kunt selecteren. Je stuurt een email, en dan gaat
het balletje rollen.
wel zo gemakkelijk?
In Nederland kunnen vrouwen, als zij dit willen, de
ongeboren vrucht laten testen op ernstige erfelijke en
aangeboren aandoeningen. Maar is de selectie van
embryo’s eigenlijk wel zo’n goed idee, als er geen (ernstige) ziekte in beeld is?
In het verleden werd ook geprobeerd te selecteren op
basis van veronderstelde genetische kwaliteiten. Zo was
OV ERA LisDNA
SLIMSTE VAN DE KLAS
Het uitkiezen van het kind met de meest gunstige
eigenschappen is nog toekomstmuziek; wel is het al
mogelijk om het ongeboren kind te testen op de aanwezigheid van genen die verantwoordelijk zijn voor het
ontstaan van erfelijke aandoeningen. De wetenschap is
nog niet zo ver dat op genen voor haarkleur, seksuele
geaardheid of intelligentie getest kan worden. Het is
zelfs de vraag of dat ooit gaat lukken. Dat lijkt misschien jammer, want wie wil nou niet dat zijn of haar
kind de slimste of mooiste van de klas is? Maar ligt het
Matchen we
straks onze
kinderen met ons
meubilair?
LIFESTYLE KINDEREN
Zouden ouders hun kind niet gewoon moeten accepteren zoals het is? Het samenspel van de genen van
vader en moeder levert een nieuw mens op met zowel
positieve als negatieve eigenschappen. Mensen verschillen nu eenmaal. Bij genenselectie hopen de ouders,
dat het kind én zijzelf er beter van worden. Met als
resultaat meer geluk in hun leven en dat van hun kind.
Je ouders bepalen al veel in je leven: je hele opvoeding
door, proberen je ouders het beste voor je te bereiken.
Je wordt voor een groot deel door je ouders gevormd.
Stel dat het mogelijk wordt om te selecteren op de
genetische kwaliteiten van kinderen. Misschien krijg
je dan ooit modeprogramma’s op TV, die laten zien
welke kleur baby’s goed bij je interieur passen. Worden
maar mooie mensen opleveren?
kinderen, net als andere dingen, in de toekomst lifestyleproducten? We weten allemaal hoe sterk de mode
kan veranderen, en bij prenatale testen op uiterlijke
eigenschappen speelt mode vast een rol. Straks kun je
aan iemands kleur haar en ogen zien wat de mode was
toen er geselecteerd werd, en wie die mode níet heeft
gevolgd.
BETER, SNELLER, KN APPER
Zal genomics straks alleen nog
27
NOG EVEN NIET
Een kind-selectie-test is nog niet te bestellen via internet. De wetenschap heeft alleen maar vermoedens
over de relatie tussen genen en eigenschappen, zoals
seksuele geaardheid en leervermogen. Bovendien zeggen genen niet alles; andere factoren, zoals opvoeding,
onderwijs en levensstijl bepalen voor een groot deel
wie je wordt. Toch is het nadenken over deze kwestie
hard nodig. We moeten weten wat we er van vinden
voordat het zover is.
OV ERA LisDNA
er aan het begin van de Twintigste Eeuw een beweging
in de Verenigde Staten, die verbetering en zuivering
van de rassen nastreefde door mensen voor te lichten
over de juiste genetische combinaties. Ook werden
speciale wedstrijden georganiseerd waar families met
de beste genetische kenmerken werden gekozen. Dat
heet positieve eugenetica. In andere gevallen werd
‘inferieure’ mensen, zoals verstandelijk gehandicapten,
verboden of verhinderd om kinderen te krijgen. In
Nazi-Duitsland werden ze gesteriliseerd of soms zelfs
vermoord. Dit wordt negatieve eugenetica genoemd.
Tegenstanders van prenatale selectie verwijzen naar
deze kwalijke geschiedenissen als argument om genetisch testen te verbieden.
Tomatenveredelaars kunnen steeds beter selecteren op smaak.
Iedereen kan straks zijn ultieme tomaat kopen.
BETER, SNELLER, KN APPER
Onderzoekers speuren hiervoor naar smaakgenen in de plant.
OV ERA LisDNA
28
Smaak zit in de genen én tussen de oren
In de jaren tachtig en negentig hadden de Nederlandse tomaten een
zeer slechte reputatie. In Duitsland werden de Nederlandse tomaten
‘Holländische Wasserbomben’ genoemd: ze waren groot en waterig en
hadden weinig smaak.
WASSERBOMBEN
De Nederlandse tomatenveredelingsbedrijven selecteerden tot voor kort hun tomatenplanten vooral op een zo
hoog mogelijke productie en een goede houdbaarheid,
zodat ze over de hele wereld vervoerd konden worden.
Op smaak werd toen niet gelet; die eigenschap was
veel te complex. De hetze tegen de wasserbomben was
het begin van een trend waarin de consument steeds
meer belang hecht aan de kwaliteit van zijn voedsel.
De veredelaars zijn daarom steeds meer gaan letten
op smaak. De komst van nieuwe genomics-technieken
zoals de DNA-chip (zie kader ‘microarray op bladzijde
59) en metabolomics maakt nu veel meer mogelijk.
SMAKEN VERSCHILLEN
Smaak is een heel complex verschijnsel. De smaak van
een tomaat wordt bepaald door zijn pallet van stoffen
die invloed hebben op de geur, de smaak (zoals zoet,
zout, zuur en bitter), de nasmaak en het mondgevoel.
Maar wat een Nederlander een lekkere tomaat vindt,
vindt een Italiaan misschien te zoet, een Amerikaan te
bitter en een Chinees te stevig. Erfelijke voorkeur van
een bevolkingsgroep en eetcultuur - wat je van huis
uit gewend bent - speelt ook een rol. En op vakantie
smaakt het eten en drinken altijd beter, omdat je je
heel prettig voelt. Kortom, de smaak van een tomaat
wordt bepaald door de eigenschappen van de vrucht in
combinatie met de voorkeur van degene die hem eet,
de plaats en het tijdstip.
Om aan ieders wens te kunnen voldoen is het belangrijk om te weten wat de smaak van een tomaat
nu precies bepaalt. Dit was tot voor kort heel moeilijk,
omdat smaak zo’n complexe eigenschap is. De mo-
Op dit moment wordt er hard gewerkt aan het vinden
van die smaakgenen. Wageningse onderzoekers
kunnen gelijktijdig van twintigduizend verschillende
tomatengenen vaststellen welke er een rol spelen
MONDGEVOEL
Om inzicht te krijgen in de variatie aan tomatensmaken, is er bij het Centrum voor Biosystems Genomics
nieuw onderzoek gestart. Daarbij hebben de onderzoekers honderd verschillende tomatenrassen vergeleken.
Allereerst zijn al deze rassen geproefd door een panel
van specialisten die smaak kunnen onderscheiden en
beoordelen op wel vijfentwintig verschillende aspecten.
Het bleek dat er enorme verschillen waren in de smaak
van die honderd rassen: sommige waren heel zoet,
andere juist waterig, sommige leken rokerig, andere
waren melig.
Om deze smaakverschillen te begrijpen keken de
onderzoekers welke stoffen in de tomaat belangrijk
zijn voor bijvoorbeeld die typische geur, smaak of dat
mondgevoel. De samenstelling van die stoffen wordt
deels bepaald door de erfelijke aanleg, deels door het
unieke pakket aan smaakgenen dat in iedere tomaat
BETER, SNELLER, KN APPER
aanwezig is, maar ook door omgevingsfactoren, zoals
de temperatuur, het licht, het klimaat en het plukstadium.
29
Testpanel proeft tomaten
bij het bepalen van goede of slechte smaak. Verder
worden metabolomics-technieken gebruikt om de
biochemische proﬁelen van de verschillende tomaten te
bepalen. Zo ontstaat een totaalplaatje met informatie
over smaakeigenschappen, inhoudsstoffen en smaakgenen. Dat overzicht leert ons begrijpen wat de smaak
van een tomaat bepaalt en zal ons helpen om in de
toekomst nog lekkerdere tomaten te ontwikkelen.
OVERALisDNA
derne genomics-technieken maken het echter mogelijk
om ook dit soort eigenschappen in kaart te brengen.
Onderzoekers werken nauw samen met tomatenveredelaars om de smaak van tomaat te ontrafelen en om
smaakgenen te identiﬁceren. Die kunnen dan gebruikt
worden om lekkerdere tomaten door te kweken. Dit
zal leiden tot de ontwikkeling van goed smakende
tomaten voor ieder volk met zijn eigen speciﬁeke wensen. Wat dacht je van een vleestomaat met de goede
smaak van een cherry tomaat?
Overgewicht is genetisch, maar een wonderpil is er voorlopig niet.
Kennis over genen en omgeving kan ons wel helpen op gewicht te blijven.
BETER, SNELLER, KN APPER
Het probleem zit vooral in onze westerse eetcultuur.
30
Is dik-zijn genetisch bepaald?
Sommige mensen worden bij wijze van spreken al dik als ze naar eten
kijken, terwijl anderen niet op de pondjes hoeven te letten en toch
slank blijven. Dat zit ‘m deels in de genen. Vorig jaar introduceerde
een Amerikaans bedrijf een afslankpil die was afgestemd op iemands
persoonlijke DNA-proﬁel. Je kon de pil bestellen door een wattenstaafje met wangslijmvlies naar de producent te sturen die dan de
genetische samenstelling analyseerde. Afhankelijk van die samenstelling bevatte de pil al dan niet bepaalde stoffen die jou zouden helpen
af te vallen.
OVERALisDNA
GENETISCHE KWAKZALVERIJ
Inmiddels is de Nederlandse poot van het bedrijf ontmaskerd als oplichter. Experts deden de pil af als wetenschappelijke onzin. Genetische kwakzalverij dus. De
pil was gebaseerd op vijf genen die een belangrijke rol
zouden spelen in de stofwisseling. Nog afgezien van de
vraag hoe belangrijk die rol daadwerkelijk is, benadrukken genonderzoekers dat de stofwisseling een ingewikkeld proces is waarbij honderden genen betrokken zijn.
Welke dat zijn en wat ze met elkaar te maken hebben,
is nog grotendeels onbekend. Bovendien werken genen
in elke samenstelling en omgeving weer anders.
Een simpele DNA-pil is dus niet te verwachten als resultaat van wetenschappelijk onderzoek naar de rol van
genen in het ontstaan van overgewicht. De overheid en
het bedrijfsleven investeren wel veel geld in zulk onderzoek. Twee jaar geleden kreeg een Nederlands samenwerkingsverband van kennisinstellingen en bedrijven
bijvoorbeeld twintig miljoen euro voor onderzoek naar
de relatie tussen voeding en de werking van genen.
Wat doen die onderzoekers dan wel? Ze hebben al heel
wat genen gevonden die op de een of andere manier
te maken hebben met het ontstaan van overgewicht.
Mensen met een bepaalde genetische opmaak zullen
minder snel ‘genoeg’ hebben, meer vet opslaan, of
minder geneigd zijn tot beweging. Of ze daar ook dik
van worden, hangt af van wat ze eten en doen. Genen
alleen bepalen niet of iemand dik wordt of niet.
RISICOPROFIEL
Of je dik wordt, is een gevolg van een combinatie van
eten, bewegen én je genetische aanleg. De vraag is dus
niet of je dik wordt van te veel eten óf van te weinig
bewegen óf van verkeerde of kapotte genen. De vraag
is wat eten, bewegen en genen met elkaar te maken
hebben.
Met moderne technieken kunnen onderzoekers
honderden of duizenden genen tegelijk bestuderen
en daarmee ook relaties tussen genen, cellen en de
buitenwereld. Op basis van dat onderzoek worden
Iemand die een verhoogde kans heeft op hart- en
vaatziekten, doet er goed aan om op al op jonge
leeftijd de inname van slechte cholesterol te beperken.
En wanneer bekend is dat iemand relatief langzaam vet
verbrandt, is het beperken van de vetopname misschien een effectievere manier om af te vallen dan een
dagelijks bezoek aan de sportschool. Dat wil echter niet
zeggen dat je dat laatste dan maar moet laten zitten:
gezondheid is meer dan gewicht alleen. Bovendien
eten en bewegen mensen niet alleen om gezond te
blijven, maar ook omdat ze het leuk of lekker vinden.
Toch zou het mooi zijn om te weten of datgene wat jij
of je kind leuk of lekker vinden, past bij hoe je individu-
31
OVERALisDNA
Op dit moment kan er getest worden of er al schade is,
bijvoorbeeld hoe dik de wanden van bloedvaten zijn, of
hoeveel (slecht) cholesterol er in het bloed zit. Nieuwe
testen zullen dus een fase eerder zijn. Als de relaties
tussen genen en omgeving beter zichtbaar worden,
zal blijken dat er heel veel soorten overgewicht zijn die
allemaal om een speciﬁeke aanpak vragen. Dat kunnen
voedingsmiddelen of leefregels zijn die bijdragen aan
een langer en gezonder leven omdat ze beter aansluiten bij iemands genetisch risicoproﬁel.
BETER, SNELLER, KN APPER
bijvoorbeeld testen ontwikkeld waarmee de activiteit
van genen kan worden gemeten, zodat je kunt zien
of er een risico is op diabetes, hart- en vaatziekten,
nierziekten of kanker, voordat er sprake is van gezondheidsschade.
BETER, SNELLER, KN APPER
ele lichaam werkt. Het maken van een persoonlijk genetisch proﬁel valt echter nog lang niet mee. Naarmate
het duidelijker wordt hoe ingewikkeld de relaties tussen
genen en hun omgeving zijn, des te moeilijker het is
om alle beschikbare informatie te vertalen in voeding
en leefregels.
32
Het is ook veel te duur om voor iedereen een dieet
op maat te maken. En als het al zou kunnen, dan is
natuurlijk de vraag: willen mensen dat wel? Willen wij
onszelf en onze kinderen genetisch laten screenen om
te kunnen kiezen voor die manieren van leven en eten
die voor ons het beste zijn? En wat is dat eigenlijk: het
beste? Hebben we daar echt al dat onderzoek voor
nodig? Kunnen we niet beter gewoon wat minder vet
en suiker eten, en wat meer bewegen?
Bovendien is eten niet alleen een kwestie van gezondheid. Kunnen we nog wel van ons eten genieten als
voeding vooral verantwoord moet zijn?
OV ERA LisDNA
CULTUUR
Overgewicht is ook het gevolg van een eenzijdige
eetcultuur. Veel kinderen leren niet om te genieten van
lekker eten en verschillende smaken. Ze raken ‘verslaafd’ aan vet en suiker. Is er in de strijd tegen overgewicht niet veel meer te verwachten van onderzoek
naar smaakontwikkeling en lichamelijke en geestelijke
verzadiging? En hebben genen daar misschien ook iets
mee maken?
OV ERA LisDNA
33
BETER, SNELLER, KN APPER
De mens op het spoor
Als er de afgelopen jaren een vakgebied grote belangstelling van het publiek heeft gehad, is
het wel de forensische wetenschap. DNA op zichzelf is geen rechtsgeldig bewijsmateriaal, maar
misdaadbestrijders kunnen zich haast geen beter hulpmiddel wensen. DNA is namelijk uniek.
Alleen eeneiige tweelingen hebben hetzelfde DNA. Tegelijk met de introductie van nieuwe
opsporingstechnieken, barstte een heftige discussie los over de privacygevoeligheid van deze
informatie. We gebruiken, met uitzondering van het geslacht, alleen informatie die niets zegt over
de persoonskenmerken, voerden speurders ter verdediging aan. Dat was waar; ze gebruikten alleen
stukken junk-DNA, DNA dat in principe niet codeert voor menselijke eigenschappen. Maar heel
voorzichtig werd kortgeleden een nieuwe toepassing gelanceerd: aan de hand van DNA mag de
politie bepalen tot welke bevolkingsgroep iemand behoort. Waar gaat dit eindigen? Krijgen we straks
een volledig signalement van een dader? Hoe betrouwbaar kan zo’n signalement worden, gezien
het feit dat de omgeving ook een grote rol speelt bij het tot stand komen van ons uiterlijk? Een heel
andere toepassing van forensische wetenschap laat ons niet vol argwaan naar onze buurman kijken,
maar naar het verleden. Met genetische markers kunnen onderzoekers vele millennia terugkijken,
op zoek naar onze verre voorouders. Dit leert ons niet alleen veel over de mensheid, maar ook over
onszelf.
Het lukt steeds vaker om na misdrijven bruikbare DNA-sporen te vinden.
Het unieke DNA-proﬁel dat wordt gebruikt zegt niets over persoonskenmerken.
DE MENS OP H ET SPO O R
Zo kan bijvoorbeeld een dader in een grote populatie worden geïdentiﬁceerd.
36
Boeven vangen met DNA
Van de jaarlijks ruim driehonderd in Nederland gepleegde moorden,
wordt zo’n tachtig procent gepleegd in de huiselijke kring. Vaak is
het bewijs snel gevonden, maar soms is het met het traditionele
opsporingswerk erg moeilijk om een verdachte op te sporen. DNAanalyse biedt in die gevallen soms uitkomst. Op basis van biologische
sporen zoals een microscopisch klein stukje huid, een haarwortel, een
druppeltje bloed of wat sperma, is een DNA-proﬁel te vervaardigen.
Dit proﬁel is vrijwel uniek voor iedere mens en kan de sleutel tot de
oplossing van het misdrijf zijn.
OV ERA LisDNA
DE WAARHEID
Forensisch of gerechtelijk onderzoek is wetenschappelijk onderzoek dat specialisten deels doen op en rond
plaatsen waar men sporen denkt te kunnen vinden
zoals de plaats van een delict (ook wel PD, de plek
waar een misdaad is begaan), de plaats waar een lijk
is gevonden, de woning van een verdachte, en deels
in een laboratorium zoals het Nederlands Forensisch
Instituut. De onafhankelijke onderzoekers zoeken in
opdracht van justitie naar de waarheid. Ze zoeken uit
wat er werkelijk is gebeurd en speuren naar bloed,
brandresten, wapens, drugs, etc. De resultaten komen
in een deskundigenrapport dat bij de rechtszaak als
bewijs kan worden gebruikt.
HET KLEINSTE SPOORTJE
De laatste jaren zijn de methoden om biologisch
materiaal te vinden en hiervan het DNA te analyseren
met sprongen vooruit gegaan. Daardoor kunnen de
forensisch onderzoekers steeds meer met minder sporenmateriaal. Het kleinst denkbare biologische spoor is
vaak voldoende voor een DNA-onderzoek; bloedsporen op kledingstukken en wapens van verdachten van
mishandeling of doodslag bijvoorbeeld, of spermasporen op de kleding en uitstrijkjes van slachtoffers
van verkrachting. Zelfs van oude sporen of sporen van
slechte kwaliteit kan vaak nog een DNA-proﬁel worden
gemaakt.
DE PERFECTE MATCH
PCR
PCR (Polymerase Chain Reaction) is begin jaren 80 uitgevonden en heeft heel
veel bijgedragen aan de enorme vooruitgang die de moleculaire biologie de
laatste twintig jaar heeft gekend. PCR wordt onder andere gebruikt om kleine
hoeveelheden van een speciﬁek stuk DNA een groot aantal keren te vermeerderen. Vaak kun je maar een klein beetje DNA uit een weefsel isoleren. Maar
voor verder onderzoek heb je voor de analyses van het DNA meer materiaal
nodig. Met PCR laat je het kleine beetje DNA zichzelf vermenigvuldigen tot een
grotere hoeveelheid.
Hoe forensisch DNA-onderzoek in Nederland moet
worden uitgevoerd, is wettelijk vastgelegd. Onderzoekers mogen dit alleen in opdracht van de rechtercommissaris of de ofﬁcier van justitie doen en dan ook
37
OV ERA LisDNA
Als de onderzoekers een DNA-proﬁel hebben gemaakt
van bijvoorbeeld materiaal dat is gevonden op de
plaats van het misdrijf, dan vergelijken ze dat met het
DNA-proﬁel van de verdachte in de zaak. Wanneer het
DNA-proﬁel van het biologische spoor matcht met het
proﬁel van een verdachte, dan wordt het erg aannemelijk dat het spoor van deze verdachte afkomstig is.
Of de dader schuldig is, bepaalt de rechter, die daarbij
alle belastende en ontlastende bewijsmiddelen in
overweging neemt. Als het DNA-proﬁel van het spoor
niet matcht met het DNA-proﬁel van de verdachte,
dan wordt het proﬁel van het spoor opgenomen in de
Nederlandse DNA-databank voor strafzaken. Ook het
DNA-proﬁel van de verdachte wordt opgenomen in de
databank en vergeleken met alle daarin al aanwezige
DNA-proﬁelen. Zo kan meteen gecheckt worden of
de verdachte mogelijk iets te maken heeft met eerdere
misdrijven.
DE MENS OP H ET SPO O R
Forensische onderzoekers maken een DNA-proﬁel door bepaalde delen van het gevonden DNA te
vermeerderen met behulp van een chemische reactie:
de Polymerase Chain Reaction (PCR). Deze delen van
het menselijk DNA verschillen zo sterk van persoon tot
persoon dat ze een nagenoeg persoonsspeciﬁek DNApatroon opleveren. Daarin is een DNA-proﬁel net een
vingerafdruk. Je kunt er geen medische gegevens of
persoonlijke kenmerken uit aﬂezen, maar ieders proﬁel
is vrijwel uniek.
DE MENS OP H ET SPO O R
dit onderzoek. Op vrijwillige basis staan mensen een
beetje DNA-materiaal af en forensische onderzoekers
kijken of het DNA-proﬁel van deze mensen matcht met
dat van de sporen bij de moord.
Een DNA-bevolkingsonderzoek leidt soms naar de
dader. Maar als geen enkel DNA-proﬁel matcht met
dat van het DNA-spoor dan weet justitie in ieder geval
dat deze mensen de moord niet hebben gepleegd. Het
Openbaar Ministerie (OM) wil in de toekomst vaker
gebruik maken van grootschalig DNA-onderzoek.
OV ERA LisDNA
38
OUDE ZAAK
alleen volgens vastgestelde testmethoden.
Niet alleen bij het oplossen van criminaliteit kijken forensische onderzoekers naar DNA-proﬁelen, ook voor
het aantonen van een ouder-kindrelatie en het identiﬁceren van slachtoffers gebruiken ze deze proﬁelen.
Daarnaast gebruiken onderzoekers die familiebanden
bestuderen mitochondriaal DNA of kijken speciﬁek
naar het mannelijke Y-chromosoom.
IN DE BUURT
Stel, er is iemand vermoord en de politie weet niet
wie de dader is. Ze vermoedt dat de dader woont in
het dorp van het slachtoffer. Dan kunnen forensisch
rechercheurs een DNA-bevolkingsonderzoek doen: ze
vragen een vastgestelde groep mensen – in dit geval
de inwoners van het dorp – om mee te werken aan
Van veel oude zaken (1984 -1996) is nog biologisch
sporenmateriaal aanwezig, dat gebruikt kan worden
voor het moderne DNA-onderzoek. Het Openbaar
Ministerie heeft een aantal onopgeloste zaken uit het
verleden heropend en DNA-onderzoeksopdrachten gegeven. Dit heeft in een aantal gevallen tot de oplossing
van een oude moordzaak geleid.
Nieuwe technieken maken het mogelijk om een signalement op te stellen aan de hand van DNA-sporen.
Voorlopig mogen alleen geslacht en etnische achtergrond gebruikt worden.
Voor het opsporen van criminelen bestaat sinds kort een nieuwe
opsporingsmethode. Politie en justitie mogen bij ernstige misdrijven
namelijk een ‘signalement’ van de verdachte opstellen op basis van
het DNA uit het sporenmateriaal. Dat ‘signalement’ is nog zeer beperkt. Op dit moment kan men al bepalen of het DNA van een man of
vrouw is. Bovendien kunnen onderzoekers nu ook een grove inschatting maken van de bevolkingsgroep waartoe de verdachte behoort.
Het is nog de vraag of straks ook kenmerken als de haar- en oogkleur
of de lichaamslengte van de verdachte kunnen worden vastgesteld op
basis van het DNA.
IDENTITEIT
In september 2003 is in Nederland een wet aangenomen, die politie en justitie het recht geeft om uiterlijke
persoonskenmerken uit het DNA af te leiden voor
strafrechtelijk onderzoek. Hiermee hoopt justitie meer
strafzaken op te lossen. Het gebruiken van DNA voor
het vaststellen van uiterlijke kenmerken is een nieuwe
ontwikkeling en met de nieuwe wet loopt Nederland,
samen met Groot-Brittannië, voor op het gebied van
strafrechtelijk DNA-onderzoek en de technische mogelijkheden.
Justitie mag zo’n uiterlijk proﬁel alleen opstellen als
andere opsporingsmethoden geen of te weinig aanwijzingen hebben opgeleverd over de identiteit van de
verdachte. Met de tests die nu of binnenkort beschikbaar zijn, kan ze alleen het geslacht en de etnische
achtergrond bepalen en daarom staan deze kenmerken
beschreven in de wet.
Als we in de toekomst ook tests hebben voor andere
uiterlijke kenmerken, dan moet justitie deze eerst
laten vastleggen in de wet. Daarvoor moet worden
aangetoond dat het nieuwe kenmerk bijdraagt aan de
opsporing. Bovendien moeten de tests betrouwbaar
zijn. Kenmerken die je niet kunt zien, zoals verborgen
erfelijke aandoeningen en erfelijke ziekten, mag justitie
nu en in de toekomst niet gebruiken voor het opstellen
van het signalement.
39
OV ERA LisDNA
DNA geeft hints over uiterlijk
DE MENS OP H ET SPO O R
De mogelijkheden voor de toekomst hangen af van de betrouwbaarheid en onze ethische grenzen.
MISTER Y
DE MENS OP H ET SPO O R
Zoals gezegd, kunnen onderzoekers op dit moment
bepalen of een DNA monster afkomstig is van een man
of een vrouw. Dat kan door te kijken naar het Y-chromosoom, dat alleen voorkomt bij mannen.
Andere uiterlijke kenmerken kunnen we op dit moment
nog niet vaststellen, maar wetenschappers zijn er al
wel naar op zoek. Britse onderzoekers kijken bijvoorbeeld naar de kleurstoffen (pigmenten) die zorgen voor
de kleur van oog, haar en huid. Ze onderzoeken de
genen die zorgen voor rood haar en sproeten. En die
informatie is vooral in Groot-Brittannië en Ierland erg
waardevol!
Wat we niet mogen vergeten is dat voedsel en omgeving ook een grote invloed hebben; die zorgen voor
veel variatie. Omdat niet iedereen met genen om lang
te worden uiteindelijk de twee meter bereikt, is het ook
nog maar de vraag of onderzoekers voor al deze kenmerken wel betrouwbare tests kunnen ontwikkelen.
Maar zelfs al is er een test beschikbaar om nieuwe
kenmerken vast te stellen, dan mag justitie die pas
gebruiken wanneer die nieuwe kenmerken in de wet
zijn opgenomen. Zonder wettelijke toestemming mag
justitie er niets mee doen.
OV ERA LisDNA
40
Het tweede uiterlijke kenmerk, de etnische afkomst,
kunnen onderzoekers binnenkort stukken beter voorspellen. Onderzoekers van het Forensisch laboratorium
voor DNA-onderzoek in Leiden zijn nog druk bezig met
het ontwikkelen van zo’n test. In die test kijken ze naar
combinaties van DNA-kenmerken, die bij sommige
bevolkingsgroepen vaker voorkomen en bij een andere
juist weinig. Het zal waarschijnlijk niet mogelijk zijn om
die afkomst met volledige zekerheid vast te stellen,
maar de informatie kan voor justitie wel een aanknopingspunt zijn voor verder onderzoek. Bovendien
kan deze informatie het aantal mogelijke verdachten
terugbrengen.
HOE VER GAAN WE?
Kunnen we straks deze beslissing
nemen op grond van DNA?
Wat wel en niet mogelijk is, dat zal de toekomst ons
leren, maar we kunnen wel vast nadenken welke
informatie we zouden willen gebruiken. De staat heeft
namelijk de plicht om zowel de samenleving als haar
individuele burgers te beschermen, maar waar ligt de
grens? Wanneer komt onze privacy in het geding? Of
wordt die niet aangetast? Zijn uiterlijk waarneembare
kenmerken eigenlijk wel privé? Tegelijkertijd weten we
dat het onderzoek naar uiterlijk waarneembare persoonskenmerken in veel gevallen alleen een voorspelling doet. Leidt deze informatie dan wel naar de dader?
Hoe gaan de rechercheurs met de informatie om?
Tilburgse onderzoekers vragen zich daarnaast af
waarom justitie geen gegevens over iemands gedrag
of erfelijke ziekten mag gebruiken. Zouden we niet
juist naar psychologische kenmerken moeten zoeken?
Dit geeft misschien informatie over de leefstijl van de
verdachte. Is dat niet in het belang van de opsporing?
Of raken we dan echt onze privacy kwijt?
DE MENS OP H ET SPO O R
straks makkelijker op te sporen?
41
OV ERA LisDNA
Roodharigen: Zijn deze roodharigen
Door analyse van ons eigen DNA kunnen we onze vroege voorouders opsporen.
Zo kunnen we ook zien hoe ze ooit over de wereld verspreidden.
DE MENS OP H ET SPO O R
Door kleine veranderingen in het DNA weten we ook hoe lang die migratie geduurd heeft.
42
Vanuit Afrika de wijde wereld in
Vroeger, minstens 60.000 jaar geleden, was de mens alleen te vinden op de savanne in Centraal Afrika. In die tijd leefden nog meer
mensachtigen zoals de Homo neanderthalensis (de neanderthalers)
en mogelijk ook nog de Homo erectus. We weten dat uiteindelijk de
Homo sapiens (de mens) als enige nu nog bestaat en dat de mens
uiteindelijk de hele wereld bevolkte.
OV ERA LisDNA
OVERBLIJFSELEN
Vanuit Afrika trok de mens lang geleden naar de andere delen van de wereld. Tijdens deze grote migratie
liet de mens sporen achter. Zo zijn er overblijfselen van
menselijke skeletten gevonden. Ook stenen werktuigen
en andere spulletjes zijn bewaard gebleven. Dankzij
deze sporen is al veel bekend over de route die de
mens heeft gevolgd en ook gedeeltelijk hoe lang deze
migratie heeft geduurd. Deze informatie kan sinds kort
aangevuld worden met informatie uit een ander soort
spoor die deze migratie heeft achtergelaten: een spoor
in ons DNA!
Tijdens de migratie van de mens ontstonden zo nu en
dan herkenbare herhalingen in de DNA sequentie. Dit
zijn vaak herhalingen van drietallen DNA-bouwstenen
die niet voor een erfelijke eigenschap coderen (bijvoorbeeld ACTACTACTACT). Wanneer deze repetities
eenmaal in de sequentie zitten gaan ze er maar heel
moeilijk uit. Alle nakomelingen krijgen dus diezelfde
herkenbare sequentie. Zo’n herkenbaar stuk DNA
wordt een marker genoemd. Deze markers kunnen
gebruikt worden om de route van de migratie te achterhalen.
De migratie van de mens heeft dus niet alleen sporen
in de omgeving achtergelaten, maar ook in het DNA.
Wanneer op een gegeven moment een marker ontstond
in het DNA van een familie kreeg iedere nakomeling
vervolgens diezelfde marker mee. Mensen aan het eind
van de migratie hebben dus de verzameling van alle
markers van hun voorouders, terwijl mensen aan het
begin van de migratie geen van die markers hebben.
RECONSTRUCTIE
De migratieroute is nu compleet. Door te kijken naar
de genetische markers kan de route worden bepaald
hetzelfde continent
die de mens heeft afgelegd. Door te kijken naar kleinere verschillen in het DNA kan de tijdslijn van deze
route worden gereconstrueerd. Zo kan aan de hand
van de markers die iemand in het DNA heeft worden
nagegaan welke route zijn of haar voorouders hebben
afgelegd in de migratie uit Afrika, en ook hoe lang
iedere afstand heeft geduurd.
DE MENS OP H ET SPO O R
Alle rassen komen van
Met DNA kunnen we niet alleen de route van de
migratie bepalen; het is ook mogelijk om vast te stellen
hoeveel generaties deze migratie heeft geduurd. Tijdens de migratie ontstaan namelijk niet alleen markers
in het DNA. De héle DNA sequentie verandert gestaag
met elke nieuwe generatie. Hoeveel het DNA van twee
mensen verschilt, is een maat voor hoe lang geleden
zij een gezamenlijke voorouder hebben. Wanneer de
migratie van de ene naar de andere plek heel kort
heeft geduurd, in de tijd van enkele generaties, zal het
DNA niet veel zijn veranderd. Wanneer een migratie
vele generaties heeft geduurd, zal het DNA veel meer
zijn veranderd. Op die manier kan een tijdlijn worden
gemaakt die past bij de migratie van de mens.
43
OV ERA LisDNA
De aanwezigheid (en afwezigheid) van markers in
de hedendaagse mens is dus een aanwijzing voor de
plek waarop hun voorouders in de migratie zijn blijven
hangen. Mensen uit India bijvoorbeeld hebben wel nog
de verzameling van markers die ontstaan zijn tijdens de
migratie van Afrika naar India. Alle markers die naderhand ontstaan zijn, van India naar andere dele van Azië
bijvoorbeeld, hebben ze niet. Zo is aan de combinatie
van markers af te lezen welke route iemands voorouders hebben afgelegd, vanaf de oorsprong in Afrika
naar de plek waar ze nu wonen.
Om genetica toe te kunnen passen is het belangrijk om te weten hoe het genetisch landschap eruit ziet.
Een genetische kaart van het Y-chromosoom in Nederland anno 2008 is zo goed als af.
DE MENS OP H ET SPO O R
Deze kan gebruikt worden bij forensisch onderzoek.
OV ERA LisDNA
44
Nieuwsgierig naar DNA
Niet alleen onderzoekt Peter de Knijff, hoogleraar populatiegenetica
aan het Leids Universitair Medisch Centrum, DNA-sporen, hij bestudeert ook sporen in DNA. Regelmatig verschijnt hij ongeveer 15 keer
voor de rechter om resultaten van DNA-onderzoek in moordzaken
te presenteren. Ondertussen werkt hij ook samen met archeologen,
taalkundigen, geologen, klimatologen, geschiedkundigen en andere
genetici om de ontstaansgeschiedenis van de mens in kaart te brengen. DNA alleen vertelt namelijk niet genoeg. Andere vakgebieden
zijn nodig om waarnemingen te kunnen verklaren.
Peter de Knijff’s voornaamste studieobject is het
Y-chromosoom, het geslachtschromosoom dat allen
bij de man voorkomt. “Binnen twee jaar kunnen we
complete Y-chromosomen sequencen. Door dit willekeurig te doen, kunnen er nog zoveel andere dingen
ontdekt worden.” En dat terwijl er nu al veel interessante ontdekkingen gedaan zijn. Maar de wetenschap
houdt nooit op, zeker niet voor Peter de Knijff: “Je
kunt zoveel leuke dingen doen! Qua technologie is er
al zoveel mogelijk. Eigenlijk is je fantasie de beperkende
factor.”
GENETISCHE KAART
Op het lab van Peter de Knijff zijn onderzoekers bezig
met zowel forensisch onderzoek als onderzoek naar
de ontstaansgeschiedenis van de mens op basis van
markers in het DNA. Ook richten zij zich op het in kaart
brengen van genetische variaties tussen bevolkingen.
Peter de Knijff: “Je kunt pas zinvol genetica toepassen
als je het basislandschap in kaart hebt gebracht. Geen
enkele erfelijke ziekte komt bijvoorbeeld in Nederland
even vaak voor. Er zijn regionale en lokale verschillen.
Deze kunnen veroorzaakt worden door omgevingsfactoren, maar ook door genetische verschillen. Zodra je
dit weet, kun je hiervoor corrigeren. Dan begrijp je de
incidentie van ziektes van A tot Z.”
Op dit moment is er weinig bekend over de genetische
variaties in Nederland. “Het is moeilijk om voldoende
Een Italiaanse taalkundige heeft de geograﬁsche
verspreiding van duizenden achternamen in Nederland
bekeken. De achternamen Jansen en Bakkers komen
bijvoorbeeld in heel Nederland voor, maar er zijn ook
achternamen die alleen lokaal algemeen voorkomen.
Dit zijn achternamen die op die plek zijn ontstaan en
IN DE RECHTZAAL
De kennis over de migratie en Y-chromosomaal DNA
komt van pas bij het analyseren van forensische DNAsporen. Op basis van autosomaal DNA, dat persoonspeciﬁek is, is te zeggen of het forensisch spoor van de
verdachte afkomstig is. Bij Y-chromosomaal DNA en
mitochondriaal DNA is dat een ander verhaal. Gegevens over hoe vaak een bepaald proﬁel voorkomt op
een bepaalde locatie zijn nodig om een betrouwbare
schatting te maken. Een overeenkomst in Y-chromoso-
DE MENS OP H ET SPO O R
JANSEN, BAKKERS, DE BOER...
Om meer zicht te krijgen op de migratiestromen in
Nederland heeft Peter de Knijff ook een onderzoek
opgezet om een genetische kaart te maken van Nederland 300 jaar geleden. “Voor dit onderzoek kun je
DNA uit skeletten en botten onderzoeken, maar dat
is ontzettend veel en lastig werk. Meer dan 95% van
wat je vindt bij DNA isolatie uit tanden van skeletten
is DNA van bacteriën en planten. Vaak is slechts maar
1 procent menselijk DNA.” Vandaar dat De Knijff het
op een heel andere manier aanpakt. “We gaan gebruik
maken van achternamen. 300 jaar geleden werden
namelijk voor het eerst achternamen ingevoerd.”
daar zijn gebleven. Het Y-chromosoom is dus waarschijnlijk ook in die regio’s op zijn plek gebleven. “Ik
hoop dat de kaarten van nu en van 300 jaar geleden
anders zijn, want dan is het resultaat te zien van 300
jaar migratie.”
45
OV ERA LisDNA
informatie te krijgen over hoe divers Nederland is en
waar we vandaan komen.” Peter de Knijff is dus nu
druk bezig met het maken van genetische kaarten
van Nederland. Dit doet hij in eerste instantie voor het
Y-chromosoom. Maar het is ook de bedoeling dat er
een overzicht komt van autosomaal DNA (van de nietgeslachtschromosomen) en mitochondriaal DNA. Voor
het Y-chromosoom is het overzicht anno 2008 zo goed
als klaar.
Een genetische kaart
van het Y-chromosoom
haplogroep R1a
DE MENS OP H ET SPO O R
maal of mitochondriaal DNA kan namelijk toeval zijn.
Peter de Knijff haalt er een voorbeeld bij: “In de Puttense moordzaak was er een mitochondriale match tussen een haar en een van de twee verdachten. Dit zegt
echter nog niets. Het kan zijn dat dit mitochrondriale
DNA proﬁel algemeen is voor Putten.”
46
In een moordzaak wordt Peter de Knijff gevraagd om
DNA sporen te analyseren. Vaak krijgt hij een stukje
materiaal aangeleverd zoals een haar of een bloedvlek
op een kledingstuk. Meer weet hij meestal niet van de
moordzaak. Hij zoekt uit of het DNA spoor overeenkomt met een verdachte. Daarmee is de zaak echter
niet opgelost. “Een match tussen een forensisch spoor
en een persoon zegt alleen maar dat het spoor van die
persoon af kan komen, meer niet.”
Dat is dan ook wat Peter de Knijff in de rechtzaal
meedeelt. Hij vertelt iets over de bewijswaarde in de
rechtzaal.
OVERALisDNA
NIEUWSGIERIG
Het lijkt erop dat Peter de Knijff alle facetten van het
DNA onderzoek mag toepassen. Hij werkt met veel
partijen samen om zowel de humane migratie als
moordzaken uit te pluizen. Zijn drijfveer: nieuwsgierigheid. “Ik ben wetenschapper omdat ik geïnteresseerd
en nieuwsgierig ben. Door niet alleen in het lab te zijn,
maar ook in de rechtzaal ben je veel meer dan wie dan
ook doordrongen van de maatschappelijke aspecten
van je eigen onderzoek.”
OV ERA LisDNA
47
DE MENS OP H ET SPO O R
OVER ALisDNA
48
FOUTJE BED AN KT
FOUTJE BED AN KT
Kanker komt door fouten in het DNA. Door een verzameling van schadelijke veranderingen ontspoort
het normaal zo goede mechanisme dat zorgt voor celdeling. De oplossing lijkt eenvoudig: herstel de
fouten en de deling stopt. Dit blijkt moeilijker dan verwacht. De tweede optie klinkt nog eenvoudiger:
voorkom DNA-schade. Maar ook dat is makkelijker gezegd dan gedaan, want schade ontstaat op alle
mogelijke manieren, door omstandigheden die we vaak niet kunnen voorkomen. Sterker nog, een van
de belangrijkste veroorzakers van DNA-schade is de energieproductie in onze eigen cellen.
Soms heeft iemand ‘aanleg’ voor een bepaalde kankersoort. Eén of meer van de schadelijke
veranderingen in het DNA is dan al overgeërfd van één van de ouders. Ook bij veel andere ziektes
speelt zo’n overerving een rol. Bij sommige aandoeningen, zoals spierziekte Duchenne, ligt de oorzaak
zelfs in één of enkele genen. Zou gentherapie hier uitkomst kunnen bieden?
49
OVERALisDNA
Foutje bedankt
Kanker ontstaat door ontsporing van celgroei.
Schade aan DNA is hier de oorzaak van.
FOUTJ E BED AN KT
Herstel hiervan is lastig, maar er zijn steeds meer mogelijkheden om in te grijpen.
50
Kankergenen opsporen
Kanker ontstaat door boze gedachten, zei men vroeger. Volgens de
middeleeuwse geleerde Paracelsus kwam kanker door het onderdrukken van wensen en behoeften, zoals seks. Inmiddels weten we dat
kanker iedereen kan overkomen. Om kanker te voorkomen at Linus
Pauling, een bekende chemicus en Nobelprijswinnaar, iedere dag tien
gram vitamine C. Toch overleed hij aan kanker. Zo makkelijk is het dus
niet. Eeuwenlang hebben wetenschappers en artsen geprobeerd de
oorzaak van kanker op te sporen, maar pas sinds we weten hoe onze
genen werken krijgen we een idee kregen wat er werkelijk gebeurt.
OV ERA LisDNA
EERSTE KANKERGEN
Het eerste kankergen - het Src gen - werd in 1976 ontdekt door Amerikaanse onderzoekers die werkten aan
kippenvirussen. Ze bestudeerden zogenoemde retrovirussen; virussen die hun eigen genen toevoegen aan
die van de geïnfecteerde cellen. De geïnfecteerde cellen
veranderen hierdoor in kankercellen. De onderzoekers
concludeerden dat het virus een gen bevat dat kanker
veroorzaakt. Omdat virussen maar weinig genen heb-
ben, werd het verantwoordelijke gen snel geïdentiﬁceerd. Vervolgens ontdekten de onderzoekers dat het
kankerverwekkende virusgen bijna identiek was aan
een gen dat niet alleen in normale kippencellen, maar
GEN INBRENGEN
De oplossing voor dit probleem lijkt voor de hand
te liggen: herstel de fouten in het gen. Deze aanpak
wordt ‘gentherapie’ genoemd. Hierbij wordt het goede,
ongemuteerde gen in een cel ingebracht waardoor het
goede eiwit wordt aangemaakt en de cel zijn normale
functie kan uitvoeren. Maar dat blijkt toch ingewikkelder dan gedacht. Het is moeilijk om genen in lichaamscellen in te brengen. Genen zijn vergeleken met
bijvoorbeeld medicijnen ontzettend groot. Daardoor is
het lastig om ervoor te zorgen dat ze in de kankercellen
terecht komen. Er wordt gewerkt aan nieuwe manieren
om gentherapie toe te passen, maar het is nog onzeker
of dat gaat lukken. Lukt het wel, dan duurt het zeker
FOUTJ E BED AN KT
Celdeling
Tijdens de zogenaamde mitose deelt één cel zich in twee dochtercellen. Deze
dochtercellen zijn genetisch identiek aan de oorspronkelijke oudercel. In normale
cellen sturen twee regelmechanismen de celdeling. Vergelijk het met het gaspedaal en het rempedaal van een auto. Het gaspedaal bestaat uit een netwerk van
signalen die de cellen aanzetten te gaan delen. Deze signalen zijn groeifactoren
die door omringende cellen zijn afgegeven. Die groeifactoren sturen een signaal
naar de kern van de cel, waar het DNA is opgeslagen. Daar wordt de groei en
celdeling geactiveerd.
Het moleculaire rempedaal bestaat uit genen die de groei en celdeling remmen.
Ook hun bijdrage is erg belangrijk voor de regeling van de celdeling.
nog tientallen jaren voordat het een routinebehandeling is.
De voorkeur gaat uit naar het ingrijpen in de processen die fout gaan doordat een gen is veranderd.
Bijvoorbeeld door een stof te ontwikkelen die het eiwit
51
OV ERA LisDNA
in de cellen van alle dieren voorkomt. Dat gen speelt
een rol bij het regelen van de celdeling. Het zorgt voor
de productie van een eiwit, dat een belangrijke rol
speelt bij het doorgeven van groeisignalen in een cel.
Zodra zogenoemde groeifactoren aan de buitenkant
van de cel vasthechten, start dit eiwit de celdeling. In
kankercellen bevat het gen fouten waardoor het eiwit
zodanig veranderd is, dat het ook zonder groeifactoren de cellen tot deling aanzet. In 1989 kregen de
onderzoekers Harold Varmus en Michael Bishop voor
de ontdekking van het eerste kankergen de Nobelprijs.
Tegenwoordig kennen we een lange lijst van genen
die op de een of andere manier betrokken zijn bij de
regulatie van celdeling en die in tumoren zo veranderd
zijn dat ze de cellen continu tot celdeling aanzetten.
FOUTJE BED AN KT
OVER ALisDNA
52
Gentherapie
Gentherapie is een behandeling om aandoeningen te genezen, waarbij genen
worden vervangen of toegevoegd aan cellen. De eiwitten die deze genen produceren helpen bij de therapie. Een kapot gen in bepaalde cellen kan vervangen
worden door een goed werkend gen. Of genen worden toegevoegd in cellen
van een tumor.
Bij deze therapie wordt een gen op een speciﬁeke plaats in het lichaam ingebracht. Dit gebeurt doorgaans met behulp van een virus. Virussen bouwen van
nature DNA in een gastheercel in om zich te kunnen voortplanten en zijn daarom geschikt voor gentherapie. Onderzoekers maken eerst een geschikt virus
onschadelijk. Vervolgens wordt het gewenste menselijke gen in het DNA van
het virus geplaatst. Tot slot injecteren artsen het virus op een bepaalde plaats.
Gentherapie bevindt zich nog in experimentele fase. Men verwacht dat de therapie in de toekomst bruikbaar is voor bepaalde stofwisselingsziekten en ziekten waarvan één enkel gen de boosdoener is, zoals hemoﬁlie en problemen met
de vetstofwisseling. Ook is er op dit gebied veel onderzoek naar kanker.
blokkeert dat cellen continu tot celdeling aanzet. Maar
er zijn veel verschillende manieren waarop eiwitten
continue celgroei kunnen veroorzaken. Dat betekent
dat we in detail moeten begrijpen hoe het hele proces
werkt om nieuwe kankergeneesmiddelen te ontwikkelen die echt goed werken. Een auto kan je ook alleen
repareren als je weet waar je mee bezig bent.
LEEF GEZOND
Afwijkingen in de genen ontstaan weliswaar toevallig,
maar er zijn wel factoren die genveranderingen kunnen
beïnvloeden. Daarom hadden Paracelsus en Pauling
ook wel een beetje gelijk. Het door Pauling geslikte
vitamine C blijkt inderdaad te werken tegen bepaalde
schadelijke stoffen die in DNA veranderingen veroorzaken. Ons eigen afweersysteem kan genveranderingen
herkennen en repareren. En kennelijk werkt dat beter
als wij lekker in ons vel zitten en zoals Paracelsus zei,
naar onze wensen en behoeften leven. Dus, blij leven
en gezond eten zijn weliswaar geen therapie tegen
kanker, maar helpen misschien de kans op kanker te
verkleinen. Volgens Linus Pauling was de kanker bij
hem twintig jaar uitgesteld.
In levende cellen ontstaat altijd DNA-schade.
Meestal repareert de cel dit zelf, maar niet altijd.
Ons DNA wordt voortdurend gebombardeerd met stoffen die het
kapot maken. Bovendien ontstaan er ook fouten als een cel zich deelt
doordat er iets mis gaat bij het kopiëren van het DNA. Ondanks al
deze fouten zijn er maar heel weinig cellen die ontsporen en overgaan
in een kankercel. Het geheim: iedere cel bevat een ingenieuze reparatiedienst die de schade steeds weer herstelt.
OP DE RAILS
DNA is het enige molecuul in een cel dat gerepareerd
wordt. Alle andere grote moleculen, zoals RNA, eiwitten en koolhydraten, worden regelmatig afgebroken en
opnieuw aangemaakt op basis van de genetische code
die in het DNA is opgeslagen. Schade aan het DNA
veroorzaakt een verandering van de genetische code,
waardoor de verkeerde eiwitten worden gemaakt in
een cel. Dat kan leiden tot ontsporen van de cel en het
ontstaan van kanker. Om een cel gezond te houden
moet het DNA intact blijven.
Cellen hebben een grote klus om zichzelf op de rails
te houden. Zelfs als we aanraking met schadelijke
stoffen of straling (zoals sigarettenrook en UV-straling)
helemaal vermijden, dan ontstaan er in iedere cel in
ons lichaam dagelijks wel tienduizend DNA-beschadigingen. Die worden veroorzaakt door moleculen die
ons lichaam zelf aanmaakt. Het gaat om een soort
veranderde zuurstofmoleculen, bijproducten van onze
normale energiehuishouding. Deze moleculen maken
het DNA kapot, ongeveer net zoals zuurstof ijzer doet
roesten.
En dat is nog niet alles. Schade ontstaat ook door fouten tijdens de celdeling. Het DNA in iedere menselijke
cel bestaat uit twee strengen met totaal zes miljard
bouwstenen. Met zoveel bouwstenen is de kans dat er
iets mis gaat tijdens het kopiëren best groot. En vooral
bij snel delende cellen, zoals die in het darmepitheel,
tikt dat aardig aan.
53
OV ERA LisDNA
DNA reparatie in de strijd tegen kanker
FOUTJ E BED AN KT
Door je reparatiesysteem te optimaliseren kun je kanker en veroudering remmen.
FOUTJ E BED AN KT
OV ERA LisDNA
54
Als al deze fouten in het DNA zich zouden opstapelen
dan zou ons leven niet lang duren. Maar gelukkig hebben cellen diverse reparatiemechanismen die continu
bezig zijn de fouten te herstellen. Deze systemen zijn
gekoppeld aan het netwerk van signalen die celdeling regelen, waardoor de deling zelfs uitgesteld kan
worden totdat alle DNA gerepareerd is. Als de schade
te groot is dan wordt het zelfmoordprogramma in de
cel geactiveerd.
Zelfmoord bij cellen
Vrijwel iedere gezonde cel is in staat een zelfmoordproces in gang te zetten.
Dit proces, ook wel geprogrammeerde celdood of apoptose genoemd, is essentieel. Zou dit niet gebeuren, dan zat ons lichaam vol met overbodige oude of
kapotte cellen. Verschillende signalen kunnen het zelfmoordprogramma aanzetten. Eerst worden eiwitten en het DNA afgebroken. Daarna valt de cel uit
elkaar in kleine stukjes die opgegeten worden door de omringende cellen. Naar
schatting komen in een volwassen mens iedere dag 50 tot 70 miljard cellen om
het leven, op een totaal van zo’n tien- tot honderdduizend miljard.
Bij de reparatie zijn heel veel eiwitten betrokken, ieder
met hun eigen taak. Zo zijn er eiwitten die de fout
in het DNA herkennen, doordat ze de knik kunnen
voelen die ontstaat als er een verkeerde bouwsteen
ingebouwd is tijdens het kopiëren. Zodra er een fout
gevonden is, worden andere eiwitten ingeschakeld.
Deze eiwitten verwijderen de verkeerde bouwstenen
zonder de rest van het DNA te vernielen. En tenslotte
zijn er eiwitten die ervoor zorgen dat het ontstane gat
opgevuld wordt met de juiste bouwsteen.
OUDERDOM
Bij het ouder worden hoort dat alles minder goed gaat
werken. En dat geldt helaas ook voor de DNA-reparatiesystemen. Hierdoor wordt de DNA-schade niet goed
meer hersteld. Het gevolg is dat fouten zich opstapelen
en juist dat vergroot de kans op kanker. Daarom wordt
kanker ook wel een ouderdomsziekte genoemd. Ouder
worden is iets dat we moeilijk kunnen voorkomen.
Onderzoek aan muizen heeft echter laten zien dat we
het misschien wél kunnen vertragen, door minder te
DNA repair houdt onze
cellen op de rails
een bepaald gen, het tumorsupressor-gen (tumoronderdrukkend) APC, krijgen heel veel poliepen. Dat zijn
gezwellen in de darmen die uit kunnen groeien tot een
tumor.
Een beschadiging in het DNA is
in het geel weergegeven. Eiwitten herkennen deze beschadiging
en verwijderen deze en zorgen
voor de reparatie die helemaal
onderaan te zien is. Illustratie
Graham Johnson (graham@ﬁvth.
FOUTJ E BED AN KT
EET BETER
Echter, pas als zulke muizen veertig procent minder
eten krijgen dan ze normaal kunnen verorberen, dan is
hun kans om zulke poliepen te krijgen wel zestig procent kleiner. Het lijkt er dus op dat een dieet met een
beperkt aantal calorieën veroudering vertraagt en de
kans op darmkanker verlaagt. Denk je dat jij niet minder kan gaan eten? Eet dan beter. Muizen die zoveel
aten als ze wilden van een dieet rijk aan olijfolie, fruit
en groenten hadden 33 procent minder darmpoliepen
dan de muizen die zich volvraten aan een gewoon
muizendieet.
55
com) gemaakt voor het Howard
eten. Muizen die onbeperkt voedsel voorgeschoteld
krijgen, leven veel korter en zien er eerder oud uit dan
muizen die maar een beperkt aantal calorieën per dag
mogen eten. Bovendien neemt in de groep veelvraten
de DNA-schade ook veel sneller toe. Onderzoekers
denken dat dit komt door een sneller verbrandingsproces waardoor er meer schadelijke bijproducten ontstaan
die het DNA beschadigen. Minder eten vermindert
ook de kans op kanker. Muizen met een mutatie in
OV ERA LisDNA
Hughes Medical Institute
Met DNA chips kun je de activiteit van genen in beeld brengen.
Dit is een doorbraak in de opsporing van uitzaaiingen bij borstkanker.
FOUTJ E BED AN KT
Mogelijk kan de chip straks ook de kans op borstkanker voorspellen.
56
De wereld veroverd met een DNA-chip
Volgens eigen zeggen duurde het drie jaar voordat ze werkelijk
begreep op welke vragen artsen en patiënten een antwoord zoeken.
Maar intussen heeft moleculair biologe Laura van ‘t Veer internationale roem verworven met haar onderzoek naar de genetische oorsprong
van kanker. Ze ontwikkelde een test die de kans op terugkeer van de
ziekte na een borstkankeroperatie voorspelt.
tumor, hoe de tumor er uitziet onder de microscoop en
nog een paar van dat soort kenmerken. Met DNAchips (ook wel microarrays) hebben we een grote stap
vooruit kunnen zetten doordat je met één experiment
naar de activiteit van alle genen kunt kijken. Daarmee
kunnen we agressieve en minder agressieve tumoren
van elkaar onderscheiden.” Zie ook kader ‘microarray’
op bladzijde 59.
OV ERA LisDNA
GROTE STAP
Als onderzoeker van de afdeling moleculaire pathologie van het Antoni van Leeuwenhoek ziekenhuis is
Laura van ‘t Veer zich dagelijks bewust van het belang
van moleculaire kennis voor patiënten. De toepassing
van de DNA-chip technologie bij borstkanker vormt
een schoolvoorbeeld van hoe ontdekkingen achter de
labtafel direct van nut kunnen zijn voor de behandeling van de patiënt. Van ‘t Veer: “Een belangrijke vraag
bij kanker betreft het risico dat de ziekte naar verloop
van tijd terugkeert. In de praktijk leest men dit risico
af aan de leeftijd van de patiënt, de grootte van een
Sinds haar publicatie in het vakblad Nature is de naam
van Van ‘t Veer onlosmakelijk verbonden met de DNAtest voor borstkanker. De ontdekking van het genetisch
borstkankerproﬁel heeft uiteindelijk een impact gehad
die de verwachtingen van Van ‘t Veer overstegen:
“Uiteindelijk bleek dat het artikel over het borstkankerproﬁel een veel breder publiek aansprak dan verwacht.
Voor biologen was het interessant omdat het iets
vertelde over de processen die bij uitzaaiing betrokken
zijn. Voor artsen was het voorspellen van het risico op
uitzaaiing van belang. Het bleek ook voor bio-infor-
HOOP OF HYPE?
In Nederland en andere Europese landen kan de borstkanker DNA-test sinds 2004 worden aangevraagd.
Deze vorm van diagnostiek behoort in ons land nog
niet tot de standaardonderzoeken, maar de behandelend arts kan vaststellen wanneer een patiënt ervoor in
aanmerking komt. Na de FDA-goedkeuring in februari
2007 is de DNA-test intussen ook doorgedrongen tot
de Amerikaanse klinieken. Na het aanvragen van de
test, stuurt de oncoloog of patholoog een stukje van
de tumor naar het laboratorium van Agendia. Vervolgens wordt het materiaal daar geanalyseerd met de
FOUTJ E BED AN KT
KAPITAAL
Dat haar onderzoeksresultaten worden opgepikt,
bewees de ‘Lifetime Achievement Award’ die ze in juli
2007 ontving van de Europese vereniging van medisch
oncologen, samen met haar collega onderzoeker René
Bernards. De prijs, waaraan een bedrag van 50.000
euro is verbonden, vormt volgens Van ‘t Veer de
bekroning op het succesvolle teamwerk van biologen,
statistici en artsen. Dit teamwerk wordt voortgezet binnen het bedrijf Agendia, waarvan Van ‘t Veer mededirecteur is. “Onze vinding om bij borstkankerpatiënten
het wel of niet krijgen van uitzaaiingen te kunnen
voorspellen, werd door iedereen gezien als belangrijke
informatie die van nut was voor patiënten. We hadden
destijds de keuze dat het Nederlands Kanker Instituut
deze DNA-chip alleen bij zijn eigen patiënten ging
toepassen of dat we het groter gingen aanpakken. Om
het voor meer patiënten beschikbaar te maken was kapitaal nodig en dat is de reden geweest om een bedrijf
op te zetten.” Op de vraag of ze wel eens spanning
voelt tussen commerciële belangen en de belangen
van de patiënt, antwoordt ze ontkennend. “Je moet
je bewust zijn van beide belangen, maar uiteindelijk
levert de combinatie tussen commercieel inzicht en
academische kennis meerwaarde die ten goede komt
aan patiënten.”
57
OV ERA LisDNA
matici interessant omdat we allerlei nieuwe analysetechnieken gebruikten.” Dit toont het multidisciplinaire
karakter van dit onderzoek aan.” De samenwerking
met pathologen, medisch oncologen, chirurgen en
radiotherapeuten is essentieel om de resultaten te
interpreteren en te presenteren zodat het door anderen
wordt opgepikt.”
FOUTJ E BED AN KT
DNA-chip
OV ERA LisDNA
58
DNA-chip en krijgt de arts de uitslag: hoog of laag
risico. Op basis daarvan kan het vervolgbehandeltraject
van de patiënt worden bepaald en eventuele onnodige
chemotherapie worden voorkomen.
Tot op heden wordt de microchiptechniek alleen
gebruikt bij borstkankerpatiënten. Ondanks dat dit
de meest voorkomende kankersoort onder vrouwen
is, schat Van ‘t Veer dat in Nederland ‘slechts’ een
paar honderd patiënten per jaar baat hebben bij de
test. Tijdens een publieksmanifestatie waarschuwde
ze dan ook een publiek van vijftienhonderd patiënten
en betrokkenen voor het creëren van een hype. “De
microchip techniek heeft zich intussen bewezen als
belangrijke ondersteuning bij behandelingsvragen van
individuele borstkankerpatiënten. Maar er zal op korte
termijn geen genetische test worden ontwikkeld voor
bevolkingsonderzoek. “In dat verband verwijst Van
‘t Veer naar de vijf nieuwe ‘kankergenen’ die onlangs
zijn ontdekt en een rol spelen bij het ontstaan van
borstkanker, oftewel het voorspellen of je risico loopt
de ziekte te krijgen.” Veel vrouwen (10 tot 60 procent)
hebben één van deze ‘defecte varianten’ van de vijf
genen, en een zeer licht verhoogd risico. Wellicht is
binnen twee tot drie jaar de chiptechnologie zover ontwikkeld dat er ook kan worden getest op deze genen,
maar “of dit in de praktijk gebruikt zal worden valt nog
te bezien”, waarschuwt Van ‘t Veer, “want wat moet
een vrouw met de kennis dat haar risico licht verhoogd
is?”
Met microarrays kijken onderzoekers naar de activiteit van genen.
Dat is bijvoorbeeld nuttig bij het opsporen van darmkankergenen.
Rekenen aan darmkanker
Microarray
Een microarray is een klein (micro) rechthoeking plaatje met daarop kleine
druppeltjes / stipjes met DNA in een matrixpatroon (array). Ieder stipje op de
microarray bevat een stukje van het DNA van één speciﬁek gen van bijvoorbeeld de mens. Alle stipjes samen vertegenwoordigen het complete genoom
van de mens of een deel ervan. Een microarray wordt ook wel eens ‘DNAchip’ genoemd. Met een microarray kun je meten welke genen in een bepaald
weefsel actief zijn en welke niet. Omdat alle genen uit een genoom op een
microarray staan, kun je met één experiment alle genen tegelijkertijd testen. Dit
wordt bijvoorbeeld gebruikt in het onderzoek naar kanker. Kanker wordt vaak
veroorzaakt door overactieve genen. Als onderzoeker wil je graag weten welke
speciﬁeke genen de kanker veroorzaken. Dit kun je bepalen door de activiteit
van de genen in gezonde cellen met een microarray te vergelijken met de activiteit van genen in tumorcellen.
Judith Boer is per toeval in de bioinformatica gerold.
Ze had de computer nodig bij haar onderzoek aan
darmkankergenen bij het Leids Universitair Medisch
Centrum. Ze gebruikte daarvoor microarrays of DNAchips, waarmee je van duizenden verschillende genen
tegelijkertijd de activiteit kan bepalen.
59
BOTTLENECK
Een DNA-chip lijkt wel op een groot vier-op-een-rij,
maar dan met duizenden vakjes of spotjes.
Elk van deze spotjes (plekjes) op een microarray stelt
de activiteit van één gen voor. Dat gen kan extra actief
zijn in tumorweefsel en daardoor kan het bijbehorende
spotje rood kleuren op de microarray. Kleurt het spotje
groen, dan is het gen juist meer actief in normaal
weefsel. Maar wanneer is een beetje rood nog steeds
rood en een beetje groen groen? Naast de software die
nodig is om de kleur van de microarray spots te meten,
heb je ook software nodig die bepaalt welke intensiteit
de spotjes hebben. Nu is er voor het analyseren van
OV ERA LisDNA
In de speurtocht naar de genen die betrokken zijn bij het ontstaan van
darmkanker vergelijkt Judith Boer duizenden genen van patiënten met
die van gezonde mensen. Een hele tour. Daarom zijn slimme computerprogramma’s een must.
FOUTJ E BED AN KT
Hierdoor kan al heel vroeg gezien worden of iemand deze kanker ontwikkelt.
FOUTJ E BED AN KT
van een tumor. Zodra in een lichaamscel de ene kopie
van het gen gemuteerd wordt of verdwijnt, is de kans
groter dat die cel zich ontwikkelt tot een tumorcel.
Wanneer het APC-gen niet langer actief is, is het totale
DNA van zo’n cel (het genoom) minder stabiel. Er
vallen dan gemakkelijk stukken DNA weg of er komen
extra stukken DNA bij. In zo’n situatie kan een cel
extra snel een tumor opleveren. Voordat er tumoren
in de darm ontstaan, vormen zich poliepen, een soort
goedaardige uitstulpingen.
POLIEPEN
Een microarray kan de
activiteit van genen in
beeld brengen
60
OV ERA LisDNA
microarray resultaten geen computerprogramma dat
precies doet wat je wilt. Daarom begon Judith Boer met
het maken van haar eigen programma’s.
ER FELIJ KE DAR MK ANK ER
Eén van de toepassingen waar ze de software voor
ontwikkelde is het onderzoek aan erfelijke darmkanker.
Er zijn patiënten met erfelijke darmkanker die maar één
kopie (in plaats van twee) bezitten van het APC-gen,
een gen dat de vorming van tumoren onderdrukt.
Deze mensen lopen een extra grote kans op het krijgen
Boer en collega’s onderzoeken nu of je aan een poliep
al kunt zien of het genoom instabiel is en er dus een
groter risico op kanker is. Met behulp van microarrays
onderzoeken ze of er delen van het genoom zijn weggevallen en of er bepaalde genen extra of verminderd
actief zijn geworden. Door te zoeken in gebieden waar
die ‘gaten’ en delen met veranderde activiteit bij elkaar
in de buurt zitten hoopt men genen te vinden die
belangrijk zijn in het ontstaan van darmkanker. Om de
gegevens met elkaar te combineren is software nodig.
Dat is nu waar de bioinformatica te hulp komt. Boer:
“Een biostatisticus in onze groep heeft een analysemethode opgezet. Nu heb ik ook hulp van een student
bioinformatica van de Hogeschool Leiden.”
CHROMOSOOM 13
Inmiddels heeft de groep van Boer een gebied ontdekt
op chromosoom 13 waar zich mogelijk nieuwe genen,
FOUTJ E BED AN KT
GIGA
Sinds 2007 staat er op een lab binnen het Leids Universitair Medisch Centrum een zogenaamde megasequencer, een apparaat dat in één nacht één miljard (1
giga-) basenparen kan sequencen (de volgorde van de
basen bepalen). Ter vergelijking, het menselijk genoom
heeft drie miljard basenparen. Boer: “Hiermee kunnen
we in potentie heel snel mutaties vinden bij patiënten.
Het probleem is dat we de gegevens nog niet kunnen
analyseren. De hoeveelheid gegevens is zelfs zo groot
dat ze niet eens meer op de harde schijf van mijn pc
bleken te passen. Gelukkig krijgen we binnenkort een
krachtig computer cluster. In andere woorden: zonder
bioinformatica, geen genoom-onderzoek.”
61
OV ERA LisDNA
kandidaatgenen, bevinden die een rol spelen in erfelijke
darmkanker. Omdat chromosoom 13 ook vaak in extra
kopieën aanwezig is in niet-erfelijke darmkanker, is
deze vondst mogelijk ook van belang voor veel meer
darmkankerpatiënten. Zo’n kandidaatgen moet nog
uitgebreid onderzocht worden voordat je weet of het
echt een rol speelt bij darmkanker. Daarvoor is vaak
nodig meer patiënten in het onderzoek te betrekken
om te zien of het gen bij hen ook veranderd is.
Bij gentherapie wordt via een virus een menselijk gen vervangen.
Dit moet dan wel op de goede plek gebeuren.
FOUTJ E BED AN KT
Of gentherapie ooit in geslachtcellen mag worden toegepast, is nog geen uitgemaakte zaak.
62
Genen repareren
Sommige erfelijke aandoeningen worden veroorzaakt door een beschadiging aan één enkel gen. Als dat ene gen vervangen wordt door
een goed exemplaar dan zou die ziekte genezen zijn. Voorbeelden van
dergelijke ziekten zijn taaislijmziekte (een longaandoening) en sikkelcelanemie (een bloedziekte). De moeilijkheid van gentherapie, zoals
het vervangen van kapotte genen wordt genoemd, is om de nieuwe
genen in de celkernen van de cellen van patiënten te krijgen.
OV ERA LisDNA
VIRUS ALS VERVOERMIDDEL
Virussen zijn heel geschikt om DNA in cellen van mensen te brengen. Ze hebben in de loop van de evolutie
allerlei trucs ontwikkeld om cellen te infecteren. Virussen planten zich voort door hun DNA in de celkern te
laten nestelen en zo de cel te dwingen om kopieën
van het virus te maken. Uit het virus worden de genen
verwijderd die ervoor zorgen dat de geïnfecteerde
cel kopieën van het virus gaat maken. Nu is het een
ideaal transportmiddel geworden om nieuwe genen
in een cel te brengen. Het vervangende gen wordt in
het virusdeeltje gezet. Het virus besmet de cel met het
nieuwe gen en de ziekte geneest. Althans, zo gaat het
in theorie. De praktijk is veel weerbarstiger.
Bij in-vitro-gentherapie wordt er bij de patiënt een
aantal cellen weggenomen. Die cellen worden op het
laboratorium in een kweekbakje in leven gehouden.
Daar infecteren onderzoekers de cellen met het virus
met het nieuwe gen. De geïnfecteerde cellen die het
nieuwe gen in hun DNA hebben opgenomen worden vervolgens weer teruggeplaatst in de patiënt.
Bij de eerste succesvolle toepassing van gentherapie,
begin jaren negentig, werd van deze techniek gebruik
gemaakt. De patiënt, een tienjarig meisje, leed aan een
ziekte van haar afweersysteem. Hierdoor was ze extreem gevoelig voor infecties. Een paar beenmergcellen
kregen een gen ingebouwd en werden teruggeplaatst.
Die paar cellen waren voldoende om het afweersysteem te herstellen.
VEEL ONBEKEND
Er zijn nog veel onbeantwoorde vragen over gentherapie. Zo is het van groot belang om te weten waar het
nieuwe gen in het DNA van de patiënt terecht komt.
Als het gen door het virus op een willekeurige plaats
wordt gezet is er een kleine kans dat het de werking
van andere genen gaat verstoren. Dat kan allerlei
ongewenste effecten hebben, zoals het ontstaan van
kanker. Bij een Frans gentherapie-experiment met
kinderen kregen twee patiëntjes bloedkanker als gevolg
Een defect aan een gen hoeft niet
alleen maar slecht te zijn. Sommige
ziekten blijken ook een functie te
hebben. De bloedziekte sikkelcelanemie bijvoorbeeld, geeft de dragers
van het ziekmakende gen weerstand tegen
malaria. Het is niet ondenkbaar dat andere erfelijke
aandoeningen ook verborgen voordelen hebben.
NAGESLACHT
In principe worden bij gentherapie alleen cellen gerepareerd die hun taken door het beschadigde gen niet
meer kunnen uitvoeren. De zaad- of eicellen van de
patiënt veranderen dus niet. Toch blijkt er een kans te
zijn dat het nieuwe gen in de voortplantingscellen terecht komt. Op die manier komt het ingebouwde gen
in het nageslacht terecht. Dit betekent dat het nageslacht ook beschermd is tegen de ziekte. Het is echter
ook het begin van genetisch ingrijpen in de menselijke
soort. Zo’n ingrijpende stap zal eerst in de maatschappij
moeten worden besproken en geaccepteerd.
FOUTJ E BED AN KT
van de gentherapie. Onderzoekers verwachten dat dit probleem
oplosbaar is.
63
OV ERA LisDNA
Bij in-vivo-gentherapie wordt het
virus rechtstreeks aan de patiënt
toegediend. Door het virus slim te
kiezen kan ervoor worden gezorgd
dat het virus alleen de zieke cellen
infecteert. Bij taaislijmziekte, een
aandoening die voornamelijk de
longen aantast, hoeven bijvoorbeeld
alleen de cellen van de longen te worden
behandeld. Het gen is weliswaar in alle cellen
van het lichaam defect, maar hoeft alleen in de longen
te worden vervangen. De eerste resultaten met in-vivogentherapie vielen tegen. Toch blijven de verwachtingen hooggespannen. Bij experimenten in muizen
blijkt de bloedziekte sikkelcelanemie met gentherapie
bijvoorbeeld volledig te genezen.
OVER ALisDNA
64
KOPPIE KO PPIE
Dat veel hersenaandoeningen een genetische component hebben, vermoedden wetenschappers
al. Veel kwalen komen immers in bepaalde families vaker voor. De speurtocht naar ziektegenen
heeft echter weinig harde resultaten opgeleverd. Er spelen vaak meerdere genen een rol en
bovendien hangt veel van de omgeving af. Het neurogenetisch onderzoek leerde ons dat
psychiatrische aandoeningen helemaal niet zo zwartwit zijn: het zijn extreme gevallen van menselijke
karaktereigenschappen. Eigenlijk zijn we allemaal op onze eigen manier een beetje gek.
KOPPIE KO PPIE
65
OVERALisDNA
Koppie koppie
Migraine en depressie hebben beide genetische oorzaken.
Waarschijnlijk zit de oorzaak in dezelfde genen.
KOPPIE KO PPIE
Tweelingonderzoek laat zien dat die invloed belangrijker is dan de omgeving.
66
Depressief, en nog hoofdpijn ook
Migraine is een ernstige vorm van hoofdpijn. Kenmerkend is dat de
pijn eenzijdig, in de linker- of rechterhersenhelft van het hoofd, begint. Vaak gaat migraine gepaard met misselijkheid, het zien van lichtﬂitsen en een tijdelijke, gedeeltelijke uitval van het gezichtsvermogen.
Een depressie of stemmingsstoornis kan tijdelijk zijn, bijvoorbeeld als
gevolg van een ingrijpende gebeurtenis. Sommige mensen hebben
last van terugkerende depressies.
OV ERA LisDNA
IN DE FAMILIE
“Van zowel depressie als migraine is bekend dat ze
familiaal zijn; als het voorkomt in je familie, heb je een
verhoogde kans om de aandoening te krijgen”, zegt
Dorret Boomsma, hoogleraar biologische psychologie
aan de Vrije Universiteit. “Die kans is groter als je een
eerstegraads verwant hebt met depressie of migraine
(bijvoorbeeld een van de ouders of kinderen) dan bij
een tweedegraads verwant (bijvoorbeeld een grootouder).”
Veel inzichten in de rol van de genen bij depressie en
migraine zijn afkomstig van tweelingenstudies. Eeneiige
tweeling paren hebben vrijwel identieke genen (DNA
sequentie), twee-eiige tweeling paren hebben evenveel
genen gemeen als alle andere broer en zus paren. De
genetische verwantschap bij eeneiige tweelingen is dus
groter dan bij twee-eiige, terwijl de omgeving (bijvoorbeeld de prenatale omstandigheden, de ouderlijke
omgeving of de opvoeding) in grote lijnen hetzelfde is.
Dorret Boomsma beheert samen met haar collega Eco
de Geus het Nederlands Tweelingenregister, waarin de
gegevens van rond de 30.000 jonge tweelingparen en
van 25.000 volwassen tweelingen en hun familieleden
zijn opgeslagen. Dit register heeft als doel wetenschappelijk onderzoek naar de familiale en genetische
determinanten van ziekte en gezondheid. Wetenschappers gebruiken het register voor onderzoek naar de
ontwikkeling van de hersenen, intelligentie, gedragsen emotionale problemen van kinderen, gezondheid en
MIGRAINE MET DEPRESSIE?
Een belangrijke observatie is dat migraine en depressie vaak bij dezelfde persoon voorkomen. De vraag
was of depressie misschien migraine veroorzaakt of
andersom: kan migraine leiden tot depressie? Geen
van beide bleek op te gaan; er is een derde factor in
het spel. “Beide aandoeningen worden waarschijnlijk
beïnvloed door eenzelfde set genen. Als je eeneiige
tweelingzus migraine heeft is jouw kans op depressie
bijna net zo groot als wanneer je zelf migraine hebt”,
aldus Boomsma.
Eeneiige tweelingen spelen niet alleen een belangrijke
rol bij het onderzoek naar genen, ook voor het onderzoek aan omgevingsfactoren is het van belang. Als de
OMGEVING
De omgeving van een persoon is nog steeds belangrijk, ook al zijn de genen sterk bepalend voor het tot
uiting komen van een aandoening. “Hetzelfde zie je bij
astma; de kwetsbaarheid voor astma is zeer sterk genetisch bepaald. Het stofvrij houden van de omgeving
kan de ernst van de aandoening doen verminderen.
Als je aanleg hebt voor depressie, is het verstandig om
KOPPIE KO PPIE
Uit onderzoek met het register blijkt dat, wanneer de
ene helft van een tweeling migraine of depressie heeft,
de kans bij eeneiige tweelingen het grootst is dat ook
de ander het heeft. “De vergelijking tussen eeneiige en
twee-eiige tweelingen laat zien dat familiale verwantschap van depressie en migraine het gevolg is van genetische verwantschap. Het komt dus niet doordat de
tweelingen opgroeien en leven in eenzelfde omgeving
of omdat kinderen het depressieve gedrag van ouders
‘imiteren’.”
ene helft van een eeneiige tweeling een aandoening
heeft en de ander niet, dan moet daar een reden voor
zijn. Nu hebben wij geen aanwijzingen dat de depressieve persoon iets is overkomen dat de ander niet heeft
meegemaakt. Ondersteuning door de omgeving lijkt
echter wel een rol spelen. De depressieve persoon heeft
minder steun van de sociale omgeving dan zijn of haar
tweelingbroer of zus.
67
OV ERA LisDNA
leefgewoonten, angst en depressie, persoonlijkheid en
veroudering.
Deze twee hebben
vrijwel evenveel kans op
depressie en migraine
KOPPIE KO PPIE
situaties met stress zoveel mogelijk te voorkomen en,
waar dat niet lukt, in elk geval goede sociale ondersteuning te zoeken.”
OV ERA LisDNA
68
Er zijn nog geen genen voor depressie ontdekt. Op dit
moment wordt wel de eerste genoomwijde analyse
uitgevoerd door Nederlanse en Amerikaanse onderzoekers, waarin gezocht wordt naar genen voor depressie. Voor de meest ernstige vorm van migraine zijn al
genen bekend. Onderzoekers in Leiden hebben op
chromosoom 19 een gen ontdekt dat samenhangt met
migraine.
De onderzoekers van het tweelingenregister (Boomsma
en De Geus) werken nu samen met psychiatrische onderzoekers (Penninx en Van Dijck). Door het vergelijken van de genetische proﬁelen van families met veel
depressie of migraine probeert men de regio’s op de
chromosomen in kaart te brengen die hiervoor verantwoordelijk zijn. Uiteindelijk hopen de onderzoekers de
betreffende genen te vinden. Zowel bij depressie als
migraine wordt ook hersenonderzoek gedaan.
Het feit dat er een genetische basis voor depressie en
migraine is, wil overigens niet zeggen dat je er niets
aan kunt doen. Psychologen en psychiaters blijven gewoon aan het werk: “Het is heel goed mogelijk dat een
aandoening met een genetische oorzaak, zoals depressie, gebaat is bij gedragstherapie. Tegelijkertijd zijn er
psychische aandoeningen die niet door de genetische
aanleg worden veroorzaakt, waarbij het toedienen van
geneesmiddelen kan helpen.”
“De wetenschap dat hun aandoening een genetische
oorzaak heeft is vaak voor patiënten en hun familieleden een verademing. Het ligt niet aan de opvoeding,
dus is de aandoening niet bijvoorbeeld de schuld van
de ouders,” zegt Boomsma. Genetica verklaart overigens ook waarom iemand zonder depressieve familieleden de aandoening kan krijgen (door recombinatie van
genen) of waarom binnen een gezin de ene broer wel
en de andere broer geen migraine heeft. “Met een genetische aanleg voor depressie ben je niet voorbestemd
om depressief te zijn, maar je risico zou wel groter
kunnen zijn dan dat van een ander; en het is verstandig
daar rekening mee te houden.”
De zoektocht naar genen achter geestesziektes levert geen zwartwit beeld.
Het lijkt erop dat de kwalen in allerlei vormen en maten voorkomen.
Eigenlijk zijn we allemaal een beetje gek.
PSYCHIATRISCH
Als die droom klopt, dan zijn ook ziekten van de
geest te begrijpen door de genen van psychiatrische
patiënten te bestuderen. En als wetenschappers hebben begrepen hoe een bepaalde set genen leidt tot een
bepaalde geestesziekte, dan hebben zij een belangrijke
stap gedaan op weg naar genezing. Want dan snappen
ze waarschijnlijk ook waar ze moeten ingrijpen in de
keten van oorzaak en gevolg die leidt tot gekte - en
met welk medicijn ze dat moeten doen. Dat zou heel
mooi zijn, want veel mensen lijden aan een psychische
ziekte en psychiaters kunnen die klachten nu zelden
genezen.
Dit is in het kort het ideaal van wat psychiatrische
genomics wordt genoemd. Psychiatrische genomics
bestaat ongeveer tien jaar en doet onderzoek naar de
genetische grondslag van geestesziekten. Het frappante is, dat het onderzoek tot nu toe niet heeft geleid
tot de ontdekking van genen die iemand gek maken.
Bovenstaande droom is dus niet uitgekomen. Integendeel: het lijkt er eerder op dat psychiatrische genomics
aan het aantonen is dat invloeden uit de omgeving
cruciaal zijn voor het ontstaan van geestesziekten. Ironisch genoeg veranderen de onderzoeksresultaten uit
de psychiatrische genomics dus de ideeën die de motor
waren voor het eigen vakgebied.
69
OV ERA LisDNA
Alles wat je als mens voelt, doet en denkt is in principe terug te
voeren tot de reacties van cellen in je lichaam. En de werking van
jouw cellen is weer het gevolg van het pakketje genen dat je van je
ouders hebt meegekregen. Hoe de genen in je lichaam tot uitdrukking komen, hangt af van heel veel factoren. Te veel om te kunnen
overzien, ook voor wetenschappers. Maar dat is misschien slechts een
praktisch probleem. De droom ‘genen als oorzaak van al ons gedrag’
blijft overeind.
KOPPIE KO PPIE
Genen en de zieke geest
KOPPIE KO PPIE
ANTISOCIAAL
OV ERA LisDNA
70
Niet dat genen er niets toe doen. Sommige mensen
blijken kwetsbaar; zij krijgen relatief snel psychiatrische
klachten. Dat heeft onder meer te maken met hun
genetisch proﬁel. Maar genen zijn slechts één factor
temidden van een heel veld van andere factoren. Ook
de buurt waarin je bent geboren, de gewoonten in het
gezin, jouw manier om met tegenslagen om te gaan en
de eisen die de maatschappij aan je stelt kunnen van
invloed zijn. Er is zelden of nooit één oorzaak voor een
geestesziekte, en al die verschillende oorzaken blijken
ook nog eens op een heel ingewikkelde manier op
elkaar in te werken. Zo kunnen ze elkaar versterken of
dempen.
Een duidelijk en invloedrijk voorbeeld geeft het
onderzoek van Caspi en Mofﬁtt uit 2002. Eerdere
onderzoekers hadden gedacht dat het zogenoemde
MAO-A-gen (een bepaalde variant van het monoamino oxidase-gen), zou samenhangen met antisociaal
gedrag. Dat bleek niet zo te zijn. Er was ook al eerder
onderzoek gedaan naar de relatie tussen mishandeling
in de vroege jeugd en antisociaal gedrag van jongens
op latere leeftijd. Ook dit verband bleek nauwelijks
aantoonbaar. Caspi en Mofﬁtt kwamen op het idee om
de twee variabelen (gen en mishandeling) te combineren. Zij toonden aan dat vijfentachtig procent van de
jongens met de A-variant van het MAO-gen die in hun
vroege jeugd waren mishandeld als ouderen antisociaal
gedrag vertonen. Dus: de combinatie van mishandeling
én dragerschap van een MAO-A-gen voorspelt opeens
heel goed hoe iemand zich zal gedragen.
Het is dus soms niet handig om de effecten van de
omgeving (mishandeling) en de effecten van aanleg
(drager zijn van een bepaald gen) apart te onderzoeken
en bij elkaar op te tellen. Niet alleen omdat de afzonderlijke effecten zo klein zijn dat er niet veel valt op te
tellen. Maar ook, en vooral, omdat de factoren samen
een vermenigvuldiging van de effecten laten zien.
KOPPIE KO PPIE
Het vermoeden is dat juist veel psychiatrische aandoeningen het gevolg zijn van factoren die op deze manier
op elkaar inwerken. Dit heeft grote gevolgen voor
psychiatrische genomics. Het zou betekenen dat het
in principe nauwelijks zin heeft om genen geïsoleerd
te onderzoeken. Genen doen er wel toe, maar om de
werking van genen te achterhalen, moet de onderzoeker de omgeving van de patiënt in zijn onderzoek
betrekken. Genen en omgeving maken elkaar als het
ware pas zichtbaar. Je kunt je voorstellen dat dit de
manier van onderzoek doen in de psychiatrie ﬂink door
elkaar schudt. Onderzoekers zullen hun methodes en
denkwijzen moeten aanpassen.
GEK
71
OV ERA LisDNA
Uiteindelijk zou dit er ook wel eens toe kunnen leiden
dat het beeld verandert dat er in de maatschappij van
psychiatrische patiënten leeft. Een mens is niet absoluut
gek (of normaal). De overgang tussen gekte en normaliteit is vloeiend Je kunt pech of geluk hebben met je
genetische proﬁel, de manier waarop je bent opgevoed, de dingen die je in je leven hebt meegemaakt en
de buurt waaruit je komt. Die dingen samen kunnen de
weegschaal naar gekte doen doorslaan. Als dit bij het
grote publiek doordringt, kan dit leiden tot meer begrip
en minder veroordeling van mensen die ‘gek’ worden.
In wezen zijn wij helemaal niet zo anders.
Hersenaandoening Huntington is erfelijk, maar het ziekteverloop varieert.
Het Huntingtine eiwit hoopt zich op in de hersenen.
KOPPIE KO PPIE
Onderzoekers proberen dit op verschillende manieren te voorkomen.
72
Eiwit de mist in
De ziekte van Huntington: dat krijg je of dat krijg je niet, zo was lang
de gedachte. Oorzaak: een foute variant van een gen, gekregen van
vader of moeder. Maar van de mensen met een erfelijke aanleg voor
de hersenziekte krijgen sommigen het al op jonge leeftijd, anderen
pas later of zelfs niet. Symptomen kunnen iets verlicht worden, maar
behandeling van de oorzaak, het afsterven van weefsel in een deel
van de hersenen, bestaat nog niet.
OV ERA LisDNA
HERSENENZIEKTE
De ziekte van Huntington is een erfelijke hersenaandoening die meestal op volwassen leeftijd begint en geleidelijk in de loop van de jaren verergert. Symptomen
bij deze ziekte zijn ongewilde, soms sierlijk uitziende
bewegingen over het gehele lichaam, veranderingen in
het gedrag en geheugenverlies. In de latere fase van de
ziekte vermagert iemand en worden de spieren stijver.
Huntington wordt veroorzaakt door het geleidelijk
afsterven van zenuwcellen in delen van de hersenen
die verantwoordelijk zijn voor verstandelijke vaardigheden en de aansturing van bewegingen. Nadat de eerste
symptomen van de ziekte zich voordoen, leven patiënten nog 15-20 jaar, terwijl ze geleidelijk aan een aantal
functies verliezen, zoals motoriek en denkvermogen.
Ook kan hun persoonlijkheid veranderen. De kinderen
van een vader of moeder met de ziekte hebben 50%
kans om de ziekte ook te krijgen; daarmee erft het
gen dominant over. Deze kinderen kunnen zich hierop
vanaf achttienjarige leeftijd laten testen.
HUNTINGTINE
De ziekte gaat gepaard met ophoping van het eiwit
huntingtine in zenuwcellen en bepaalde delen van de
hersenen, zoals de nucleus caudatus, zijn meer aangedaan dan andere. De nucleus caudatus is betrokken bij
de coördinatie van beweging, maar ook bij verschillende cognitieve functies. Huntingtine is een eiwit
dat we allemaal hebben en dat belangrijke functies
Doorsnede van de hersenen van
MUIZEN
Een derde aangrijpingspunt is het beïnvloeden van de
activiteit van het (foute) gen voor huntingtine. Het is
de vraag of je de activiteit van dit gen helemaal moet
uitschakelen, want het heeft mogelijk ook essentiële
functies. Maar het gen is cruciaal voor de ziekte, zo
bleek uit onderzoek in genetisch gemodiﬁceerde muizen die waren voorzien van een aan- en uitschakelbaar
gen voor het veranderde huntingtine. Willeke: “Bij
een Huntingtonpatiënt (rechts)
en gezonde hersenen
muizen die de ziekte ontwikkelen leidt het uitschakelen
van het gemuteerde gen tot een omkering van de ziekte. De onderzoekers zagen hoe de ophopingen van het
eiwit verdwenen. Op een gegeven moment echter - in
een vergevorderd stadium van de ziekte - kon de ziekte
niet meer worden geremd door het gen uit te schakelen. Voor jonge mensen die recent hebben ontdekt dat
zij straks Huntington zullen krijgen zijn deze resultaten
hoopvol; als er over een aantal jaren een manier gevonden wordt om te voorkomen dat het mutante eiwit
aangemaakt wordt, dan kan het ziekteproces wellicht
nog worden omgekeerd.”
MODIFIER GENEN
Het eiwit huntingtine bevat van nature een aantal aminozuren glutamine op een rijtje. Zijn het er minder dan
73
OV ERA LisDNA
“Mogelijk is het opeenhopen van het eiwit een reactie
van de cellen om het vrijkomen van het giftige deel
van huntingtine te neutraliseren”, zegt Willeke van
Roon, Huntingtononderzoeker bij het Leids Universitair
Medisch Centrum. Dat huntingtine levert ook aanknopingspunten voor onderzoek naar een behandeling.
“Je zou kunnen proberen om het klieven van het eiwit
te voorkomen. Daarmee wordt het afsplitsen van het
giftige deel tegengegaan. Een tweede mogelijkheid is
om de ophoping van het toxische eiwit te bevorderen.”
KOPPIE KO PPIE
vervult in de cellen van de hersenen maar ook elders
in het lichaam. Als het gen voor dit eiwit gemuteerd
is, gaat het mis. De zenuwcellen breken een deel van
het veranderde eiwit in stukken. Een van de afgesplitste eiwitdelen is giftig voor de zenuwcellen en is
waarschijnlijk de oorzaak van het afsterven ervan. De
huntingtine-eiwitten hopen zich ook op in de cellen en
zijn als aggregaten zichtbaar onder de microscoop.
KOPPIE KO PPIE
36, dan is er niets aan de hand. Zijn het er veertig of
meer dan krijgt iemand de ziekte geheid, waarschijnlijk
tussen zijn 40e en 50e jaar. Bij iemand met een groot
aantal glutamines, bijvoorbeeld meer dan vijftig, kan
Huntington al voor het 20e levensjaar optreden. Bij
36-39 ligt een grijs gebied. Sommige mensen in deze
groep zullen de ziekte wel krijgen en sommige niet, om
nog onduidelijke redenen. In ieder geval bepaalt nooit
alleen het aantal glutamines wanneer de eerste symp-
THERAPIE
74
Ophoping van huntingtine-eiwit in
cel (microscopische opname)
OV ERA LisDNA
hoopt, dat een te lange serie glutamines bevat. Voorbeelden hiervan zijn de ziekte van Kennedy en SCA17.
Bij deze ziektes worden de hersenen aangetast en lijken
de mechanismen die de ziekte veroorzaken sterk op
elkaar. Kennis over de ene ziekte kan van belang zijn
voor de andere. “Zo blijkt het eiwit dat zich bij SCA17
in hersencellen ophoopt, bij Huntingtonpatiënten te
binden aan huntingtine,” zegt Willeke van Roon. “Er
zijn ook hersenziekten waarbij zich een eiwit ophoopt,
zonder een lange keten van glutamines. De bekendste
daarvan is Alzheimer. De kennis over het mechanisme
achter Alzheimer kan weer wel waardevolle inzichten
opleveren voor het Huntingtononderzoek en omgekeerd.”
tomen zich openbaren en hoe erg het ziekteverloop zal
zijn. Waarschijnlijk zijn daar ook nog andere genen bij
betrokken. Van deze zogenaamde modiﬁer genen zijn
er een aantal bekend, maar er bestaat onder wetenschappers geen overeenstemming over het belang van
de verschillende genen.
Huntington behoort tot een familie van polyglutamineziekten, erfelijke ziekten waarbij zich een eiwit op-
Er zijn wel klinische proeven met enig succes, maar die
pakken nog niet de kern van het probleem aan; we
weten nog niet precies wat de belangrijkste stappen
zijn in het ontstaan van het giftige eiwit en wat dat giftige eiwit precies doet in de cel. Hoe meer onderzoek
gedaan wordt, hoe meer functies van de cel beïnvloed
blijken te worden door het mutante huntingtine. “Nu
is het meer dweilen met de kraan open”, stelt Willeke
van Roon. “Het zal nog minstens vijf jaar duren voordat we op het spoor zijn van een therapie die de ziekte
bij de bron aanpakt en echt hoop biedt op een grote
verbetering voor patiënten.”
OV ERA LisDNA
75
KOPPIE KO PPIE
OV ERA LisDNA
76
ELK WAT WILS
Elk wat wils
Met zijn allen zijn we gemiddeld. Maar ieder voor zich, is een unieke persoonlijkheid. Toch krijgen we
als we ziek zijn nog altijd meestal de ‘gemiddelde’ dosis van het medicijn dat bij de meeste mensen
het beste werkt. Die behandelingen kunnen veel beter, door rekening te houden met genetische
variatie tussen mensen. Genomics, samen met proteomics en metabolomics, biedt hier mogelijkheden
voor. Met een genoom- en metaboolproﬁel kunnen we straks zien waar we gevoelig voor zijn, hoe
we waarschijnlijk zullen reageren op de middelen die we toegediend krijgen. Niet meer allemaal
dezelfde pilletjes dus, en zeker niet allemaal dezelfde dosis. Helaas kleven er ook nadelen aan deze
aanpak: het is veel duurder dan de gestandaardiseerde middelen die nu de norm zijn.
Een ander gebied van personalized genomics is de groei van het aantal beschikbare genetische tests.
Van steeds meer ziektes kunnen we voorspellen hoeveel kans we hebben ze te ontwikkelen. Maar
willen we dat wel weten?
Iedereen reageert anders op medicijnen.
Genetische tests kunnen in theorie voorspellen wat voor elk de beste dosis en het beste middel is.
ELK WAT WILS
Dan moet bekend zijn welke genen bij ziekte en medicijnverwerking betrokken zijn.
Medicijn op maat
Bijwerkingen van medicijnen kent iedereen wel. De bijsluiters van
drankjes of doosjes pillen staan vol met waarschuwingen over
mogelijke hoofdpijn, misselijkheid, diarree en andere onaangename
effecten. Maar die bijwerkingen gelden niet voor iedereen. Kennelijk
reageren wij niet allemaal hetzelfde op medicijnen.
78
OV ERA LisDNA
HOEZO UNIEK?
Dat iedereen anders op medicatie reageert heeft veel
oorzaken. Het heeft alles te maken met omgevingsinvloeden, maar ook met eetgedrag, leeftijd, gewicht,
geslacht en de algemene gezondheidstoestand. Dat
deze en andere factoren de werking van geneesmiddelen beïnvloeden houdt ook verband met onze genen.
De erfelijke eigenschappen die daarin vast liggen
bepalen hoe iemand reageert op een middel. Het
onderzoeksterrein dat zich hiermee bezig houdt, heet
farmacogenomics: het onderzoek naar de wisselwerking tussen geneesmiddelen en onze genen.
Als artsen over een genetische test beschikken die
voorspelt hoe iemand op een bepaald middel zal reageren, kunnen bijwerkingen beperkt blijven. Hetzelfde
geldt voor de dosering van een middel. Op dit moment
is de enige echte indicatie voor een dosering het gewicht van de patiënt. Maar gewicht zegt niet alles over
de juiste dosering. Ook hier kan een genetische test
wellicht meer informatie verschaffen.
LEVER
De lever, die zorgt voor de afbraak van schadelijke
stoffen, maakt enzymen aan. Enzymen beïnvloeden
de snelheid waarmee geneesmiddelen uit het lichaam
verdwijnen. Bij sommige mensen gaat dat proces traag.
Zij lopen het risico op een overdosis van het middel (en
worden bijvoorbeeld misselijk). Omgekeerd kan ook: te
snelle afbraak, waardoor er een tekort aan de werkzame stof ontstaat. Met een genetische test is vast te
stellen hoe snel het middel bij een patiënt wordt afgebroken. Vervolgens kan de arts een exacte benodigde
79
OV ERA LisDNA
dosering uitrekenen. Bij dergelijke tests wordt gebruik
gemaakt van zogenoemde microarrays. Dat zijn kleine
plaatjes waarop de aanwezigheid of activiteit van
honderden genen in bijvoorbeeld een bloedmonster
gelijktijdig kunnen worden bepaald.
ELK WAT WILS
TOEKOMSTMUZIEK?
De uitdagingen van de farmacogenomics zijn groot.
Niet alleen moet in kaart worden gebracht welke
genetische verschillen tussen de individuen er bestaan.
Ook moet worden uitgezocht welke genen er allemaal
bij een ziekte betrokken zijn. Alle mogelijke effecten
moeten in kaart worden gebracht. Bij het bepalen of
chemotherapie bij borstkanker zinvol is wordt farmacogenomics al ingezet (zie pagina 56). Een andere ziekten
waar dergelijke technieken wellicht kunnen helpen is
het hebben van een erfelijk bepaalde zeer hoog cholesterolgehalte. Hoe medicijnen aanslaan bij patiënten
hangt sterk af van het genetisch patroon. Bij verschillende patiënten moeten verschillende medicijnen
worden voorgeschreven. Daarbij moet de arts echter
niet vergeten ook rekening te houden met omgevingsinvloeden als eetgedrag en gewicht.
Tegenwoordig kun je allerlei genetische tests via internet kopen.
Ook bij ofﬁciële instanties kun je steeds meer testen.
ELK WAT WILS
De uitslagen van deze tests kunnen een gigantische impact hebben.
DNA testen via het internet
Voor een slordige 300 Euro kun je je bij dnadirect.com laten testen
of je een genetische aanleg hebt voor botproblemen of gevoeligheid
voor suikerziekte. Oudere mannen kunnen zich nu zelf testen op prostaatkanker. Weten we straks alles over onszelf na een paar muisklikken en handelingen?
80
OV ERA LisDNA
DOE HET ZELF
In Nederland is de genetische test via internet nieuw.
De aankoop is eenvoudig, de test is vaak niet moeilijk.
Je kunt bijvoorbeeld een beetje wangslijmvlies op een
staafje doen en opsturen naar een laboratorium. Er
wordt hard gewerkt aan nieuwe testen op makkelijk
verkrijgbaar lichaamsmateriaal als speeksel, en in de
toekomst zijn nog meer tests te verwachten.
We kennen in Nederland op dit moment twee vormen
van genetisch testen:
- Je wordt doorverwezen door je huisarts naar een
klinisch genetisch centrum als je klachten hebt of er in
je familie erfelijke aandoeningen voorkomen;
- Je krijgt samen met een grote groep andere mensen
een test aangeboden vanuit de gezondheidszorg, ook
wel bevolkingsonderzoek of screening genoemd.
Voor dit laatste gelden strikte regels, omdat je gezonde
mensen ongevraagd medisch onderzoek aanbiedt.
Bevolkingsonderzoek naar kanker mag alleen met
een vergunning. Dat geldt ook voor onderzoek naar
aandoeningen waarvoor geen behandeling mogelijk is.
Zulk onderzoek mag alleen aangeboden worden in hele
speciale gevallen.
Door de ontwikkelingen op internet en de nieuwe
doe-het-zelf-testen vervaagt het onderscheid tussen
testen waar je zelf om vraagt en het ongevraagde
aanbod van een test. Er is sprake van een aanbod,
namelijk door een bedrijf, maar in feite krijg je alleen
de informatie over de test aangeboden. Je krijgt niet,
zoals bij bevolkingsonderzoek, een uitnodiging in de
brievenbus, maar moet er zelf over gaan lezen en de
Bij bevolkingsonderzoek moeten er goede redenen
zijn om ongevraagd screening aan te bieden aan grote
groepen mensen die (nog) geen klachten hebben. Wil
de overheid een dergelijk onderzoek toestaan dan moet
er voor de bevolking gezondheidswinst te behalen zijn,
en de voordelen moeten opwegen tegen de nadelen.
Nadelen zijn bijvoorbeeld hoge kosten, onnodige onrust, verkeerde testuitslagen met eventueel onnodige
ingrepen, of juist valse geruststelling doordat de uitslag
ten onrechte negatief was.
De aanbieder moet de kosten en de baten per aandoening afwegen. Het is altijd lastig om de voor- en
nadelen van de groep af te wegen tegen die van
ELK WAT WILS
het individu. Hoeveel mensen mag je aan lastige of
vervelende (vervolg)onderzoeken blootstellen om één
mensenleven te redden? En hoe vaak moet een ziekte
vóórkomen om er mensen op te screenen?
81
GENETISCH BELAST, LEEFSTIJL AANGEPAST
Het maakt nogal verschil op welke aandoening je
test. Bij sommige aandoeningen zou je actie kunnen
ondernemen na een ongunstig testresultaat. Je kunt in
overleg met een arts je dieet veranderen of medicijnen
nemen, of verder onderzoek laten verrichten. Kennis
over je genetische aanleg kan zinvol zijn om preventief maatregelen te nemen. Volgens Martina Cornel,
Hoogleraar Community Genetics van het VU medisch
centrum in Amsterdam geldt: genetisch belast, leefstijl
aangepast. Het probleem is dat testen vaak slechts
een verhoogde kans kunnen aantonen op een erfelijke
aandoening. Het is dus niet zeker of je de ziekte ook
OV ERA LisDNA
test zelf aanschaffen.
Zowel voor testen die je kunt aanvragen bij de arts
als voor bevolkingsonderzoek zijn de afgelopen jaren
voorwaarden opgesteld. Deze voorwaarden kunnen
ook gebruikt worden om de nieuwe tests kritisch te
bekijken. Probleem daarbij is wel dat tot nu toe artsen
en beleidsmakers beoordeelden of een test of screening wel zinvol was. Het is de vraag of bij de nieuwe
ontwikkelingen de internetter zelf kan afwegen wat de
zin of onzin van een genetische test is.
Wanneer je zelf met klachten bij de arts komt, moet
je goede informatie en zo nodig begeleiding krijgen
(genetic counseling) bij de beslissing om een genetische
test te laten doen en te leren omgaan met de consequenties. Ook is vastgelegd dat je zelf op basis van alle
relevante informatie je keus moet kunnen maken.
Er is nog vrij weinig bekend over de manier waarop
mensen omgaan met de informatie dat ze een verhoogde kans hebben op een aandoening later in het
leven. Zullen ze echt hun leefstijl aanpassen of (ten
ELK WAT WILS
OV ERA LisDNA
82
krijgt. Als er niet alleen genetische fatoren maar ook
omgevingsfactoren zoals voeding en leefstijl meespelen
heb je te maken met een multi-factoriële aandoening.
Veel voorkomende ziekten als diabetes en bepaalde
vormen van kanker zijn multi-factoriële aandoeningen,
waarvoor testen voor het publiek in de maak zijn.
Onduidelijk is nog of de voordelen wel opwegen tegen
de nadelen. De leveranciers van de doe-het-zelf testen
hameren op de voordelen van het tijdig weten zodat je
kunt ingrijpen. Misschien kun je dan het optreden van
klachten of orgaanschade voorkomen.
Een genetisch
testje
onrechte) denken dat er niets meer aan te doen is?
Zullen ze jaren lang bezorgd zijn? En hoe groot moet
de kans zijn, voordat mensen bezorgd worden? Zullen
ze bij een gunstige testuitslag juist heel ongezond gaan
leven, omdat ze denken dat hen niets kan overkomen?
En hoe zinnig is het om preventief maatregelen te
nemen als de kans uiteindelijk toch klein is dat je ziek
wordt? Bijvoorbeeld bij voedselintolerantie krijgen
maar weinig mensen die de genetische aanleg hebben
ook echt klachten. Je zou ook kunnen wachten tot je
echt klachten krijgt. Screening en testen kunnen dus
ook veel onzekerheid, bezorgdheid of zelfs schadelijke
gevolgen met zich meebrengen.
ONBEHANDELBAAR, WIL JE DAT WETEN?
Sommige mensen zullen overwegen om zich te laten
testen op aandoeningen die niet te behandelen zijn. In
dat geval kunnen plannen voor levensloop of carrière
worden afgestemd aan de hand van het resultaat.
Wanneer er in een familie een ernstige aandoening
voorkomt, zou iemand die zwanger wil worden misschien willen weten wat de kans is dat een kindje de
aandoening ook krijgt.
In Nederland kun je daarvoor terecht bij een klinisch
genetisch centrum. Daar wordt met een arts besproken
wat de voor- en nadelen van testen zijn en kan goede
psychische ondersteuning gegeven worden. Testen
naar onbehandelbare aandoeningen bestaan dus wel;
je moet er zelf om vragen bij de arts, maar het is bij
Voordeel van zelf-testen is dat je buiten de arts om
kunt gaan, maar dit kan ook precies een nadeel zijn.
Wanneer je eerst naar een huisarts gaat, kan deze de
angst voor een aantal klachten wellicht wegnemen. Je
kunt proﬁteren van zijn of haar brede kennis.
ELK WAT WILS
VERENIGDE STATEN
In de Verenigde Staten is meer vrijheid om je op allerlei
aandoeningen te testen, en is het ofﬁciële screeningsaanbod breder dan in Nederland. De Nederlandse
overheid en gezondheidszorg zijn terughoudender. Tot
nu toe werd door overheid en artsen bepaald wat voor
screening en testen voor de gemiddelde Nederlander
verantwoord zouden zijn. Door de nieuwe testen die
via internet verkrijgbaar zijn wordt er aan dat systeem
nu gemorreld. Je kunt meer zelf kiezen, maar er is op
het internet niet één internationale instantie die de
redelijkheid van het uitvoeren van verschillende testen
in de gaten kan houden.
83
OV ERA LisDNA
wet verboden om ze aan te bieden via bevolkingsonderzoek, omdat het zo gevoelig ligt. Op sommige
Amerikaanse websites worden tests voor levensbedreigende aandoeningen zoals erfelijke borstkanker aan
de consument aangeboden. Daar kun je vaak via de
verzekering vergoeding voor krijgen. Probleempunt bij
dit soort testen is de begeleiding. Je krijgt de uitslag
schriftelijk of telefonisch.
Door een speciﬁek klein stukje RNA in te spuiten, kan mogelijk de ziekte van Duchenne worden
bestreden.
Bij deze spierziekte werkt een bepaald spiereiwit niet meer goed.
ELK WAT WILS
Dit komt door een mutatie op het X-chromosoom, die fout RNA aﬂevert.
84
Een pleister van RNA
Eerst verbonden aan het Leids Universitair Medisch Centrum en nu
werkzaam bij Prosensa Therapeutics B.V. (Leiden) doet Judith van
Deutekom onderzoek naar een nieuwe behandeling van de erfelijke
ziekte van Duchenne. Dat doen ze door een soort RNA-pleister in te
spuiten. Bij muizen en in menselijke cellen slaat de therapie aan. De
eerste resultaten bij patiënten zijn hoopgevend.
OV ERA LisDNA
SPIERKRACHT
Spiercellen bevatten een ingewikkeld mechanisme van
eiwitten die er samen voor zorgen dat de spiercel kan
samentrekken. Bij patiënten met de ziekte van Duchenne (Duchenne Musculaire Dystroﬁe) ontbreekt één
van deze eiwitten, het dystroﬁne. Gevolg: de spieren
zijn niet goed in staat om samen te trekken en breken
zelfs af. In de loop van hun leven wordt de spiermassa
en spierkracht steeds minder. Uiteindelijk, als ook
de spieren voor de ademhaling en het hart in kracht
afnemen, leidt de ziekte tot de dood. Patiënten leven
tegenwoordig wel langer omdat de beademingsappa-
ratuur sterk is verbeterd.
“Het dystroﬁne-eiwit heeft een kop en een staart,”
zegt Judith van Deutekom, hoofd onderzoek bij
Prosensa Therapeutics B.V.. De kop van het dystroﬁneeiwit bindt aan actine, een ander, zeer belangrijk eiwit
in de spiercel. De staart is verbonden met een complex
van eiwitten in het membraan (omhulsel) van de cel.
Het dystroﬁne-eiwit en de membraaneiwitten zorgen
samen voor de stevigheid van het membraan van de
spiercel en van de spiervezel. Bij afwezigheid van het
dystroﬁne vallen er gaten in het membraan van de
spiervezel en sterft deze uiteindelijk af.
Dystroﬁne (groen) bindt actine (rood) aan de celmembraan
LANGSTE GEN
Duchenne-patiënten zijn vrijwel altijd jongens. Dat
komt omdat zij een mutatie hebben in het DMD-gen
en dat ligt op het X-chromosoom, één van de geslachtschromosomen. Een vrouw heeft twee X-chromosomen (van vader en van moeder). Wanneer het
DMD-gen op één van de X-chromosomen gemuteerd
is, kan ze doorgaans terugvallen op een goed werkend
DMD-gen op het andere chromosoom. Een man heeft
maar één X-chromosoom en kan dat niet. Het DMDgen is het langste gen bij de mens. Het gen is 2,4 miljoen basenparen lang. Het bestaat uit tientallen exonen
(stukken die coderen voor het eiwit) met daar tussenin
lange intronen (de niet coderende delen van het gen).
Het DMD-gen is verantwoordelijk voor de aanmaak
van het dystroﬁne-eiwit. Bij patiënten bevat dit gen
fouten. Dat heeft tot gevolg dat de volgorde van het
RNA-molecuul, dat van het gen wordt afgeschreven,
niet klopt; het is out-of-frame. Van dit RNA kan de
cel vervolgens geen werkend dystroﬁne-eiwit maken;
de code voor de aminozuren van de rest van het eiwit
klopt niet meer. Daardoor ontstaat een korter, niet
werkend dystroﬁne-eiwit.
Van Deutekom heeft laten zien dat toediening van
antisense-RNA werkt in muizen met de ziekte van
Duchenne en in spiercellen die zijn afgenomen van
patiënten. Zowel de muizen als de menselijke spiercellen gingen na toevoeging van het RNA een korte maar
werkende versie van het dystroﬁne-eiwit aanmaken.
In het najaar van 2006 heeft Prosensa Therapeutics,
samen met LUMC, een eerste experiment uitgevoerd
in vier jonge patiëntjes. De Leidse neuroloog Jan
Verschuuren heeft bij vier jongens in een klein stukje
spierweefsel in het been een kleine hoeveelheid van
ELK WAT WILS
ANTISENSE-RNA
In Leiden hebben Van Deutekom en collega’s ontdekt
hoe zij er voor kunnen zorgen dat spiercellen met de
mutatie weer een werkend RNA en dus ook dystroﬁneeiwit kunnen aanmaken. Dat doen zij door een speciaal
stukje RNA in de spieren of spiercellen in te brengen.
Dit antisense-RNA past precies op het deel van het
RNA van het DMD-gen in de buurt van de fout . Het
gevolg hiervan is dat de cel bij het aﬂezen nog meer
van het RNA-molecuul overslaat. Uiteindelijk wordt
een ingekort RNA-molecuul door de cel afgelezen. Dat
is nu echter wel in-frame en kan worden vertaald in
een korter maar redelijk goed werkend dystroﬁne-eiwit.
85
OV ERA LisDNA
In de eerste jaren van het leven van een patiënt vangen
reservecellen in de wand van de spiervezels het gebrek
aan stevigheid op. Deze zogenaamde satellietcellen
vullen de ontstane gaten in het membraan op. Dit
kan maar tot rond het achtste levensjaar, daarna zijn
de satellietcellen opgebruikt en sterven de spieren af.
Rond het dertiende levensjaar belanden patiënten in de
rolstoel. Vaak wordt bij Duchenne-patiënten hormoontherapie toegepast, waarmee het ziekteproces iets kan
worden vertraagd.
ELK WAT WILS
het RNA ingespoten. Na vier weken werd er uit de
spier een klein stukje weefsel afgenomen. Daarin werd
in alle behandelde patiënten heel duidelijk de aanwezigheid van dystroﬁne aangetoond. Ook bleek deze
methode veilig voor de patiënten. De resultaten van
het onderzoek werden eind 2007 gepubliceerd in de
New England Journal of Medicine.
MEER DER E P LEIST ERS
Zelfs als het antisense-RNA werkt bij patiënten, zijn ze
daarmee niet volledig genezen. Zij moeten het medicijn
Dwarsdoorsnedes van
spierbiopten van de vier
86
behandelde patiëntjes
(Pt.1 t/m Pt.4), van een
gezond persoon (HC) en
van een onbehandelde
DMD patiënt (DMD).
De groene kleur wijst
op de aanwezigheid van
OV ERA LisDNA
groep heeft weer een andere RNA-pleister nodig. Voor
elk RNA-pleister moeten de onderzoekers een apart
molecuul ontwikkelen. Het betekent ook dat bij iedere
Duchenne patiënt van tevoren de precieze mutatie bepaald moet worden.Van Deutekom waarschuwt echter
dat niet alles is te verklaren op basis van de mutatie in
het DMD-gen. Er zijn gevallen bekend van twee broers
met dezelfde mutatie, maar met een verschillende ernst
en ziekteverloop. Blijkbaar zijn er ook andere factoren
in het spel.” In augustus 2008 begon een volgende
klinische studie in DMD patiëntjes waarin Prosensa
Therapeutics het antisense-RNA zo toedient dat het in
alle spieren terechtkomt, middels wekelijkse onderhuidse injecties,” zegt Van Deutekom. “In het ideale geval
ontwikkelen we een type antisense-RNA geschikt voor
grote groepen patiënten.”
dystroﬁne.
hun leven lang blijven gebruiken en bovendien zullen
hun spieren nooit helemaal meer als gezond kunnen
functioneren. Het onderzoek van Prosensa Therapeutics en LUMC zit er nog lang niet op. Er bestaan
groepen verschillende mutaties in het DMD-gen. Iedere
Prosensa Therapeutics en het LUMC hebben de eerste
klinische studie kunnen uitvoeren met ﬁnanciering
onder andere het Duchenne Parent Project. Het zal nog
een paar jaar duren voordat de methode voldoende
getest is. Pas als alle lichten op groen staan kan het
geneesmiddel op de markt gebracht worden.
OV ERA LisDNA
87
ELK WAT WILS
OV ERA LisDNA
88
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
Veel mensen associëren de term ‘genomics’ met ‘gemanipuleerd voedsel’ en de natuur naar je
hand zetten. Wat ze op dat moment niet beseffen is dat het aanpassen van DNA ook allerlei
ecologisch verantwoorde toepassingen oplevert. Het basisprincipe is eenvoudig: verander het DNA
van een organisme zo, dat het iets gaat consumeren of produceren wat jij wilt. De mogelijkheden
zijn oneindig: van biobrandstof producerende gist en bacteriën die landmijnen opruimen tot
landbouwgewassen die onvindbaar worden voor parasieten.
89
OV ERA LisDNA
Ecologisch verantwoord
Onderzoekers bouwden een olifantenpoep-enzym in bakkergist.
Die gist zet daardoor plantensuikers en zetmeel sneller om tot alcohol.
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
Onderzoekers willen gistcellen zelfs afbreekbaar plastic laten maken.
90
Autorijden op landbouwafval en olifantenpoep
Ooit gedacht dat je je auto kan laten rijden op benzine gemaakt
van snoeihout of voor consumptie afgekeurde groenten? Het klinkt
misschien futuristisch, maar een kleine club automobilisten rijdt al
op benzine vermengd met alcohol dat gemaakt is van plantaardig
materiaal. Maar onderzoekers moeten nog een hindernis nemen: de
productie ervan verloopt traag en inefﬁciënt.
OV ERA LisDNA
GISTEN
Zowel fossiele brandstoffen, zoals olie, gas en steenkool, als biobrandstoffen worden gemaakt uit planten.
Fossiele brandstoffen ontstaan na het eeuwenlang
fossiliseren (verstenen) van plantenresten. De productie
van biobrandstoffen verloopt vele malen sneller. Daarbij worden plantensuikers en zetmeel door vergisting in
enkele dagen omgezet in alcohol (brandstof).
Niet alle plantensuikers zijn even makkelijk om te zetten in alcohol. Planten bestaan voor 80% uit makkelijk
verwerkbare suikers: suikers met zes of meer kool-
stofatomen. Voor 20% bestaan planten uit moeilijk
verwerkbare suikers met maar vijf koolstofatomen,
waarvan xylose het belangrijkste suiker is.
Het micro-organisme Saccharomyces cerevisiae, beter
bekend als bakkersgist, is een handig en veelgebruikt
hulpje voor de omzetting van suikers in alcohol. Nadat
allereerst de plantensuikers uit plantenresten zijn
vrijgemaakt, zet bakkersgist de makkelijke suikers in
een handomdraai om in alcohol. Met het taaie suiker
xylose heeft bakkersgist echter meer moeite, omdat het
daarvoor een essentieel enzym mist. Lukt het om ook
xylose te verteren, dan schiet de alcoholproductie met
maar liefst 20% omhoog.
OLIFANT
Een ontdekking van een groep Nijmeegse microbiologen bood uitkomst. Zij troffen in olifantenpoep de
schimmel Piromyces aan. Deze schimmel kan dankzij
het enzym xylose-isomerase xylose wél omzetten.
Deze vondst bracht microbioloog Marko Kuyper van de
MULTIFUNCTIONEEL
Door genetisch modiﬁcatie kan bakkersgist getraind
worden ook andere interessante chemicaliën om te
zetten. Zo kunnen onderzoekers de gistcellen trainen
om polyhydroxyalkanoaten (PHPs) te maken. Dat zijn
plastics met uiteenlopende materiaaleigenschappen:
van uiterst ﬂexibel tot rigide. Ook kunnen gistcellen
onder zure omstandigheden het stofje melkzuur maken. De industrie is erg geïnteresseerd in de productie
van polymelkzuur, een bioplastic dat snel en biologisch
afbreekbaar is. Zwerfafval wordt zo een oplosbaar
probleem.
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
Autorijden op biobrandstof is milieuvriendelijker dan
gewone brandstof. Planten nemen CO2 via hun bladeren op uit de atmosfeer en gebruiken het als bouwsteen. Bij verbranding van uit planten gemaakte brandstof komt ditzelfde CO2 weer vrij. De netto uitstoot van
het broeikasgas CO2 is dus minimaal. Het CO2 wordt
als het ware gerecycled. Het CO2 dat daarentegen
vrijkomt bij de verbranding van fossiele brandstoffen
lag miljoenen jaren opgehoopt in de aardkorst en zorgt
voor een toename van het broeikasgas in de atmosfeer. In Europees kader moet in 2010 ruim 5% van alle
brandstof verbruikt voor transport biobrandstof zijn.
Het bedrijf Koninklijke Nedalco, dat het patent op het
enzym isomerase heeft, gaat samen met een coalitie
van bedrijven vanaf begin 2008 jaarlijks 220 miljoen
liter biobrandstof produceren.
91
OV ERA LisDNA
Technische Universiteit Delft op het idee om het enzym
uit de schimmel in het genoom van bakkersgist in te
bouwen zodat het xylose kan omzetten. Het tergend
langzaam groeiend bakkersgist moest vervolgens leren
sneller te groeien in een zuurstoﬂoze omgeving. Zo
kweekte Kuyper een supergist dat niet alleen weet te
overleven in een voor alcoholproductie noodzakelijke
zuurstoﬂoze omgeving, maar ook sneller groeit en
daardoor vele malen sneller biobrandstof kan maken.
Wel zo handig als je heel wat liters nodig hebt om al
die brandstoftanks te vullen.
Onderzoekers kunnen nu het DNA van een heel ecosysteem bestuderen.
Zo bevatte 1500 liter zeewater 1,2 miljoen nieuwe genen van 1800 soorten.
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
Dit levert veel kennis op over micro-organismen in zee.
Miljoen nieuwe genen in zeewater
Maak kennis met de nieuwe tak van sport in het genetisch onderzoek:
de ‘metagenomics’. Niet het DNA van één organisme, maar van een
volledig ecosysteem wordt hierbij in kaart gebracht. De Amerikaanse
microbioloog Craig Venter vond zo ruim een miljoen nieuwe genen in
1500 liter zeewater.
92
OV ERA LisDNA
GROEIPROBLEEM
Bacteriën zijn lastpakken. Ze weigeren in het laboratorium te groeien. De eigenschappen van de meeste
bacteriën zijn daarom volstrekt onbekend. Slechts 1%
van de bacteriesoorten laat zich in het laboratorium
onder de loep nemen. Bekend is dat micro-organismen
het klimaat beïnvloeden. Daarom zijn onderzoekers
erop gebrand om meer micro-organismen te identiﬁceren om zo milieuverschijnselen beter te begrijpen.
Met de nieuwste technieken hoeft dat kweken in het
laboratorium niet meer. Onderzoekers redeneren nu
andersom. Ze nemen een schep aarde of een emmer
water uit de sloot. Die bodem- en watermonsters zitten
bomvol micro-organismen. Vervolgens isoleren ze het
DNA uit alle organismen. Het DNA wordt op een grote
hoop geveegd en levert een totaal-DNA op. Aan de
hand van dat DNA proberen onderzoekers af te lezen
welke genen en welke bacteriesoorten er in de bodem
of het slootwater zitten. Deze nieuwe tak van sport
in het genenonderzoek heet ‘metagenomics’ en staat
sinds het begin van dit millennium volop in de belangstelling. Wetenschappers kijken niet naar de volledige
genetische code van één organisme (genoom), maar ze
bestuderen de genen van alle organismen binnen een
bepaald ecosysteem (metagenoom). Het wordt daarom
ook wel ecogenomics genoemd.
OCEAANWATER
Een indrukwekkend voorbeeld van dit metagenomics-onderzoek is een onderzoeksproject van de
Amerikaanse microbioloog Craig Venter die in 2000
al furore maakte met het razendsnel in kaart brengen
van het menselijke genoom. Venter en zijn collega-on-
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
derzoekers zeilden in 2003 met hun onderzoeksboot
The Sorcerer II naar de Sargassozee waar zij 1500 liter
oceaanwater aan boord pompten. De Sargassozee, in
de buurt van de Noord-Atlantische Bermuda-eilanden,
is een van de best bestudeerde mariene regio’s ter
wereld.
Van de micro-organismen die hij uit het zeewater
ﬁlterde, bracht hij het totaal-DNA in kaart. Wat bleek?
De monsters uit de Sargassozee bevatten meer dan 1,2
miljoen nieuwe genen. Door het DNA uit de monsters
te vergelijken met DNA van micro-organismen die al
bekend zijn, wist Venter ruim 1800 verschillende microorganismen te identiﬁceren, waaronder 148 nieuwe
soorten. Alhoewel de functies van de meeste genen
nog ontrafeld moeten worden, begrijpen we het leven
in de Sargassozee en de oceaan in ieder geval een stuk
beter.
93
soortgelijk gen in een makkelijk hanteerbare bacterie in
te bouwen. Zo kan de bacterie aangepast worden om
op commando waterstofgas te maken. Metagenomics
kan ons helpen bij het vinden van creatieve oplossingen voor onze milieuvraagstukken.
OV ERA LisDNA
MILIEUPROBLEMEN OPLOSSEN
Geïnspireerd door Darwins ontdekkingsreizen is The
Sorcerer II sindsdien de wereld omgevaren en heeft
het schip meer oceaanmonsters genomen. Venter
hoopt nieuwe genen en bacteriën te ontdekken die
de juiste eigenschappen bezitten om bijvoorbeeld
schadelijke stoffen in het milieu zoals de explosieve stof
trinitrotolueen (TNT) af te breken of om waterstofgas
te produceren. Waterstofgas wordt wel gezien als de
energiebron van de toekomst, omdat bij verbranding
daarvan niet het broeikasgas koolstofdioxide vrijkomt.
In theorie is het mogelijk om in het laboratorium een
Parasitaire planten speuren naar gastheren door hen af te luisteren.
De negatieve gevolgen hiervan voor de landbouw zijn groot.
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
Meer kennis over plantencommunicatie kan de gastheerplant onvindbaar maken.
94
Plantaardige vampiers
Planten die bloed drinken? Niet helemaal, maar er zijn planten die
zichzelf niet kunnen bedruipen en voor hun overleven afhankelijk zijn
van een andere plant. Deze parasitaire planten maken op ingenieuze
wijze misbruik van de communicatie van hun potentiële gastheren
met andere, voor de plant wel nuttige, bodemorganismen. Parasitaire
planten veroorzaken miljarden euro’s schade in de landbouw en zijn
mede de oorzaak van hongersnood in grote delen van Afrika. Om
deze parasieten aan te kunnen pakken moeten we ze eerst beter leren
kennen.
OV ERA LisDNA
VATENSTELSEL
Parasitaire planten zoals striga en bremraap zijn vaak
heel bijzondere plantjes. Dit mooie uiterlijk is echter
nogal misleidend, want we hebben hier te maken met
echte killers. De parasitaire planten groeien namelijk op
de wortels van een andere plant, hun gastheer. Via een
speciaal daarvoor ontwikkeld orgaan, een haustorium,
sluit de parasiet aan op het vatenstelsel van de gastheer. Vervolgens ontdoen ze hun gastheer vakkundig
van voedsel en water. Deze lijdt daar soms ﬂink onder:
de zaadopbrengst van een geparasiteerde gastheer kan
zelfs volledig verloren gaan. In Afrika leidt dat soms tot
volledig mislukte oogsten van sorghum, maïs en gierst.
De parasitaire planten kunnen niet zelf voor voeding en
water zorgen. Zij hebben zich volledig gespecialiseerd
in het uitvreten en laten het werken graag over aan
hun gastheer.
De specialisatie in het uitvreten brengt voor de parasiet
ook risico’s met zich mee, want hij is echt volledig
afhankelijk van zijn gastheer. Als de zaden van deze
parasieten kiemen terwijl er geen gastheerwortel in de
buurt is, dan zijn ze ten dode opgeschreven. Parasitaire
planten hebben daarom nóg een speciale eigenschap
ontwikkeld. Hun zaden kiemen alleen als ze een stofje
waarnemen dat wordt geproduceerd door de wortels
van hun gastheer. Normale plantenzaden kiemen als er
voldoende water, licht en nitraat aanwezig is. De parasieten zijn uiterst gevoelig voor dit stofje en kunnen er
zelfs extreem kleine hoeveelheden van aantonen.
‘OMICS’
Het is duidelijk dat dit een zeer complexe studie is
waarvoor alle moderne technieken uit de kast moeten
95
DRIEHOEKSRELATIE
De sleutel voor een oplossing van het parasitaire planten probleem ligt in een beter begrip van deze ingewikkelde driehoeksrelatie tussen plant, parasiet en schimmel. De Wageningse onderzoeker Harro Bouwmeester
heeft eind 2005 een belangrijke NWO beurs gekregen
om hier onderzoek naar te doen. Samen met Nijmeegse
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
organisch chemici en Wageningse moleculair biologen
gaat Bouwmeester achterhalen hoe de strigolactonen,
de signaalstoffen om schimmels aan te trekken, worden gemaakt in de wortels van de gastheer. Met die
wetenschappelijke kennis hoopt hij planten te kunnen
maken die de parasieten niet meer uit hun sluimer zullen wekken. Belangrijke fundamentele vragen die met
het onderzoek moeten worden beantwoord zijn verder
hoe ﬂexibel de parasieten met de signaalstof kunnen
omspringen; kunnen ze zich bijvoorbeeld snel aanpassen aan een nieuwe of veranderde signaalstof?
OV ERA LisDNA
ZELFMOORD?
Waarom produceert de gastheer deze stof eigenlijk,
zou je je kunnen afvragen. Dat was tot een half jaar
geleden onduidelijk. Tot een Japanse onderzoeksgroep
ontdekte dat planten deze stoffen, strigolactonen genoemd, produceren om nuttige bodemschimmels aan
te trekken. Deze bodemschimmels worden mycorrhizaschimmels genoemd. Ze groeien op en in de wortels
van hun gastheer en gaan met hun mycelium-draden
de grond in. Daarmee helpen ze de plant om voedingsstoffen uit de bodem op te nemen. In ruil daarvoor
bezorgt de plant de schimmel suikers, die hij produceert met behulp van de fotosynthese. Net als bij de
parasitiaire planten, heeft de mycorrhiza-schimmel een
signaalstof nodig om te merken dat zijn gastheer in de
buurt is. Komen sporen van de schimmel met die stof
in aanraking dan beginnen ze te kiemen, te vertakken
en in of over de wortels van de gastheer te groeien.
De parasitaire planten maken simpelweg misbruik van
dit signaal om hun gastheer te kunnen vinden, en
de gastheer kan het signaal niet missen omdat hij de
mycorrhiza-schimmels nodig heeft.
Een parasitaire plant op
zijn gastheer
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
OVER ALisDNA
96
worden gehaald. Bouwmeester is dan ook van plan alle
zogenaamde omics-technieken in te schakelen: metabolomics om uit te vinden hoe de signaalstof gemaakt
wordt en transcriptomics om de genen te vinden die
de productie van de signaalstof sturen. Omdat het
onderzoek erg veel gegevens oplevert, zal Bouwmeester bioinformatica nodig hebben voor het aan elkaar
verbinden van deze gegevens. Ook hopen de onderzoekers om onder de grond de rol van signaalstoffen
op te helderen - in de relatie tussen gastheer, parasitaire plant en mycorrhiza schimmel. Uiteindelijk moet
de inspanningen leiden tot een oplossing van een groot
probleem in de Afrikaanse landbouw.
OV ERA LisDNA
97
ECOLOGISCH VERA N TWO O RD
OVERALisDNA
98
HA P SLIK WEG
Voedsel is niet alleen iets dat je in je mond stopt en doorslikt. Het geeft ons een smaaksensatie, maar
nog belangrijker: voeding houdt ons gezond! DNA-onderzoek helpt bij het verbeteren van voedsel.
We kunnen bijvoorbeeld onze gewassen wapenen tegen hun vijanden. De vraag is echter welke
invloed aanpassingen hebben op natuur en milieu. Zijn zulke gespecialiseerde gewassen wel bestand
tegen grillige omstandigheden? Is het eten van zulk ‘gemanipuleerd voedsel’ wel zo gezond?
HA P SLIK WEG
99
OVER ALisDNA
Hap slik weg
De aardappel staat voortdurend onder druk.
Ziektes als de aardappelziekte liggen op de loer.
HA P SLIK WEG
Onderzoekers proberen het genie van deze ziekte te omzeilen.
De aardappel: volksvoedsel en zorgenkindje
De aardappel is tegelijkertijd volksvoedsel en zorgenkindje. Op de
akker wordt de aardappel voortdurend bedreigd door plagen als de
aardappelziekte en aardappelmoeheid. Gangbare boeren zijn daarom
sterk afhankelijk van de gifspuit. In Wageningen proberen onderzoekers hier wat aan te doen.
OV ERA LisDNA
100
Toen halverwege de zestiende eeuw de Spaanse veroveraars het Incarijk in de Andes innamen, namen zij
van daar de aardappel mee naar West-Europa. Daar at
men de aardappel aanvankelijk maar mondjesmaat. Pas
laat in de 18e eeuw, in tijden van grote voedseltekorten, realiseerden wetenschappers zich dat de aardappel
hulp zou kunnen bieden. Al gauw was een groot deel
van de Europese bevolking afhankelijk van de aardappel. Zo aten de arme Ieren in de 19e eeuw vrijwel niets
anders.
HONGERSNOOD
Oorspronkelijk komt de aardappel niet uit de Andes
in Zuid-Amerika, maar uit centraal Mexico. Die streek
is ook de broedplaats van de belangrijkste plaag, de
aardappelziekte. Deze ziekte wordt veroorzaakt door
een waterschimmel met de Latijnse naam ‘Phytophthora infestans’. De in cultuur gebrachte aardappel is
zeer gevoelig voor de aardappelziekte. Aanvankelijk
hadden de Europeanen er weinig last van. Dat kwam
doordat men aardappelen afkomstig van de Andes
teelde, een gebied waar de schimmel weinig voorkomt.
Dit veranderde toen er in de 19e eeuw een aantal
misoogsten optraden. Er werden nieuwe aardappels uit
Mexico geïmporteerd. Deze waren echter besmet met
aardappelziekte. Dat leidde in 1845 tot hongersnood in
geheel Europa en in Ierland tot de dood van een derde
van de bevolking.
MET OF ZONDER SEKS
Uiteindelijk overwon de aardappel de ziekte. Sommige aardappelrassen hadden het juiste resistentiegen
en werden niet aangetast. Vanuit deze rassen werd
de aardappelteelt opnieuw opgezet. Een geluk bij een
opname van schimmeldraden van de
aardappelziekte
‘Phytophthora infestans’
ongeluk was dat de variant van de aardappelziekte die
was meegelift van Mexico naar Europa zich niet snel
kon aanpassen. Dat kwam omdat deze variant zich
niet geslachtelijk (via seks) kon voortplanten. Daardoor
was hij niet in staat om snel nieuwe (combinaties) van
genen te maken.
Uit het genoomonderzoek weten we nu over welke
wapens de waterschimmel beschikt. Nu moeten we
FAMILIE VAN GENEN
De waterschimmel Phytophthora doet zijn werk door
op de aardappelplant een eiwit uit te scheiden dat
101
OV ERA LisDNA
Totdat men in 1975 opnieuw aardappelen uit Mexico
in Europa importeerde. Dit keer reisde er varianten mee
die wel aan seks deden. Dat gaf de veroorzaker van
de aardappelziekte in Europa een enorme voorsprong.
Het duurde jaren voordat de cultuuraardappel er weer
bovenop kwam. Veredelaars zijn druk bezig om resistentiegenen vanuit wilde aardappelen in de cultuurvariëteiten te kruisen, een proces dat decennia duurt.
HA P SLIK WEG
Microscopische
de aardappelcellen binnen dringt. Daarmee wordt de
verdediging van de aardappel uitgeschakeld en kan
de schimmel naar binnen dringen, zich voeden en
nageslacht in de vorm van grote aantallen sporen produceren. De aardappelplant kan zich moeilijk tegen de
binnen dringende eiwitten verdedigen, omdat er meer
dan 500 verschillende van zijn (de RxLR-eiwitten). Die
eiwitten worden aangemaakt door genen die tot een
zogenaamde ‘superfamilie’ behoren. Een aardappelras
dat resistent is voor één eiwit van de waterschimmel,
kan dus het loodje leggen, wanneer de planten besmet
worden met sporen van een iets andere waterschimmel. Zo blijft Phythophthora rondwaren.
Aardappel aangetast
door de aardappelziekte
HA P SLIK WEG
precies te weten komen hoe hij die wapens gebruikt.
De gerafﬁneerdheid waarmee hij te werk gaat is verbluffend. De illusie dat hij zich voor altijd laat verslaan
is niet reëel.
OV ERA LisDNA
102
Uit het genoomonderzoek blijkt dat Phytophthora,
naast de RxLR eiwitten, nog vele andere eiwitten heeft
die uniek zijn. Ze komen niet in planten en dieren voor
en ook niet in echte schimmels of in bacteriën. Zo zijn
er eiwitten die bestaan uit een soort antenne die op
de buitenkant van de cel verankerd zit. De antenne
kan signalen uit de omgeving opvangen en het anker
kan de signalen doorsluizen naar de regelkamer, de
kern van de cel. Onderzoekers in Wageningen werken
nu aan manieren om deze signalen te verstoren. Zo
misleiden ze de regelkamer van de waterschimmel en
op die manier voorkomen dat hij de aardappelplant
gaat infecteren.
Moleculaire merkers tonen aan of planten goede eigenschappen bezitten.
Om deze merkers te maken zijn gemanipuleerde bacteriën nodig.
Genetische modiﬁcatie van gewassen is niet toegestaan in de veredeling van biologische gewassen. In theorie zou je genomics kunnen gebruiken om het proces van selectie van nieuwe gewassen te versnellen. De vraag is echter of de praktijk hier op zit te wachten.
MERKERS
Plantenveredelaars maken veel gebruik van moleculaire merkers. Dat zijn eigenlijk niet meer dan kleine
speciﬁeke stukjes DNA in de plant die geassocieerd zijn
met een bepaalde eigenschap, bijvoorbeeld opbrengst,
bladgrootte of schimmelresistentie. Heeft een plant dit
bepaalde stukje DNA dan zal hij hoogstwaarschijnlijk
ook de gewenste eigenschap hebben. In het laboratorium kan je dan al bij de jonge plantjes snel zien welke
wel of niet het gewenste stuk DNA hebben. Zo kan je
een voorselectie maken, voordat de plant geheel volgroeid is. De planten die door deze selectie heenkomen
worden verder getest in het veld.
De techniek van moleculaire merkers is nog sterk in
ontwikkeling. In de praktijk wordt merkergestuurde
selectie nog slechts toegepast in de veredeling van
nieuwe groenterassen. En dan vooral bij de selectie van
ziekteresistenties die het gevolg zijn van de aanwezigheid van één enkel gen. Vooral bij het kruisen van een
plantenras met wilde soorten biedt de merkertechnologie grote voordelen. Na zo’n kruising moet de veredelaar het gros van de wilde genen weer kwijt zien te raken. Dat doet hij door een groot aantal keren terug te
kruisen met het gecultiveerde ras. Moleculaire merkers
vertellen hem welke planten naast het gewenste gen
ook veel of weinig van de ongewenste wilde genen
bevatten. Bij de groenteveredeling is het een niet meer
weg te denken hulpmiddel. De merkertechnologie
maakt het mogelijk de duur van de rasontwikkeling te
verkorten van twaalf tot mogelijk acht jaar.
De samenstelling van het DNA van organismen kan in
een bandjespatroon zichtbaar gemaakt worden met
gelelectroforese.
103
OV ERA LisDNA
Past genomics in biologische veredeling?
HA P SLIK WEG
De vraag is of dit ‘biologisch’ is.
Links: zaailingen van een wilde resistente tomaat. Rechts: zaailingen van
HA P SLIK WEG
een kruising tussen deze wilde tomaat en
een modern, vatbaar ras. In dit stadium
manifesteert de ziekte zich nog niet, maar
met moleculaire merkers kan getoetst
worden welke planten het resistentiegen
bevatten.
OV ERA LisDNA
104
heeft, maar ook hoe die verkregen worden. Voor de biologische landbouw is van groot belang of een ras nog
als ‘natuurlijk’ mag worden beschouwd. ‘Natuurlijk’ wil
zeggen: dat er geen chemisch-synthetische middelen
worden gebruikt (geen-chemie), dat de rassen robuust
en sterk zijn (agro-ecologische benadering) en dat het
wezen van de plant, de integriteit, niet is aangetast.
Door bandjespatronen van verschillende planten met
de veldeigenschappen van de desbetreffende planten
te vergelijken kunnen bandjes (dit zijn DNA fragmenten) gevonden worden die verbonden zijn met bepaalde kenmerken van de plant. De stukjes DNA kunnen
(een deel van) het gen voor die eigenschap bevatten
of daar vlak in de buurt liggen. Deze ‘merkers’ kunnen
vervolgens in een selectieprogramma gebruikt worden
om gekruiste planten te testen op aanwezigheid van
het gen (bandje) voor de gewenste eigenschap.
BIOLOGISCH?
Ofﬁciële regels voor biologische plantenveredeling bestaan nog niet. Aan welke eisen een dergelijk systeem
van veredeling zou moeten voldoen is al enige jaren
onderwerp van discussie. Daarbij wordt ook nagedacht
over de rol van moleculaire merkers. Het gaat niet
alleen om de vraag wat voor rassen de sector nodig
Wat veel mensen niet weten is dat er voor de ontwikkeling van moleculaire merkers altijd genetisch gemanipuleerde bacteriën, gisten of planten nodig zijn. En dat
voor de toepassing ervan, in veel gevallen, kankerverwekkende of radioactieve stoffen gebruikt worden,
afhankelijk van het type DNA-merker. Alleen al op
grond van de geen-chemie en geen GMO benadering
past deze techniek dus niet binnen de biologische
plantenveredeling.
ROBUUSTE RASSEN
In plaats van chemie past de biologische landbouw een
agro-ecologische benadering toe. Dat betekent dat de
biologische landbouw minder gemakkelijk even snel
kan bijsturen tijdens de teelt. Daarom heeft de biologische sector aangepaste, robuuste rassen nodig met een
goede plantgezondheid. Eigenschappen die daartoe
bijdragen zijn opbrengststabiliteit, een goed ontwikkeld wortelstelsel, onkruidonderdrukkend vermogen
en een brede weerstand tegen ziekten en plagen. Dit
zijn complexe eigenschappen die deels bepaald worden
door meerdere genen op meerdere chromosomen en
Gelelectroforese
Gelelectroferese is een techniek om DNA-fragmenten
van verschillende lengtes van elkaar te scheiden. Negatief geladen DNA-fragmenten bewegen zich als gevolg
van een elektrisch veld door een gel heen, waarbij kleine
fragmenten sneller migreren dan grote. Die fragmenten
groeperen zich in bandjes op de gel. Doordat het DNA
zichtbaar is gemaakt met een kleurstof, zijn de bandjes
in de gel te zien. Na de electroforese wordt het patroon
van korte en lange fragmenten geanalyseerd.
HA P SLIK WEG
ook ethische argumenten bepalend voor de afwijzing
van genetische modiﬁcatie van gewassen. Merkergestuurde selectie heeft het gevaar in zich dat men zich
te eenzijdig gaat richten op het DNA van de plant.
Dit doet geen recht aan de integriteit van de plant,
vinden biologische veredelaars. De kwaliteit van een
plant ligt verborgen in het samenspel van erfelijke en
actuele omgevingsfactoren. Bij veelvuldig gebruik van
DNA-merkers wordt een plant volgens die zienswijze
gereduceerd tot slechts een klontje DNA.
DUURZAAM
Naast bovenstaande overwegingen spelen ook de kosten een rol. Het ontwikkelen van moleculaire merkers
slokt een groot deel van het gangbare onderzoeksbudget op. Is dit een techniek waar de biologische sector
haar beperkte biologisch onderzoeksbudget aan moet
besteden? Dat ligt niet voor de hand. De nadruk ligt in
biologische landbouw immers op de ontwikkeling van
duurzame resistenties voor een plant in een bredere
context. De ontwikkeling van moleculaire merkers
voor bijvoorbeeld een goed wortelstelsel zal vele jaren
duren. Dan nog zullen dergelijke merkers slechts een
deel, bijvoorbeeld 30-40%, van de variatie op het veld
kunnen voorspellen. De vraag is hoeveel winst dat
voor de praktijk oplevert. Bovendien staan de kosten
daarvoor niet in verhouding tot andere noodzakelijke
onderzoekswensen in de biologische sector.
105
OV ERA LisDNA
deels door de omstandigheden op de akker. Hiervoor
zijn nog geen DNA-merkers beschikbaar, en deze zijn
ook niet eenvoudig te ontwikkelen. Fundamentele
onderzoekers moeten nog veel werk verzetten om het
samenspel van genen, de plant en zijn omgeving te
doorgronden. Robuustheid is bij uitstek een verzameling van eigenschappen die zich alleen in gezamenlijkheid op het veld kan tonen, in het samenspel tussen
het genotype en de teeltomgeving. Dat is juist in de
biologische landbouw zo belangrijk, omdat de biologische teeltomgeving minder voorspelbaar reageert dan
in de gangbare teelt. Dus ook vanuit een agro-ecologische benadering zijn moleculaire merkers geen logische
en bruikbare stap in de biologische veredeling.
In de biologische landbouw spelen ethische aspecten
zoals respect voor de integriteit van het leven een rol
in de productie. Zo zijn naast ecologische argumenten
In West-Afrika telen boeren rijst op droge grond.
Onderzoek richtte zich vooral op natte rijst in Azië.
HA P SLIK WEG
Alleen door samenwerking kan de Afrikaanse boer betere rijst krijgen.
Rijst voor droog Afrika
De rijstopbrengsten in West-Afrika in de rijstteelt lopen sterk achter
bij de oogsten in Azië. Bij de veredeling van nieuwe rijstrassen hebben onderzoekers nog maar weinig oog gehad voor Afrika. Geleidelijk
aan komt daar nu verandering in.
OV ERA LisDNA
106
Dat de rijst die we in Nederland eten oorspronkelijk uit
Zuidoost-Azië komt, weten de meeste mensen wel.
Iedereen heeft wel eens beelden gezien van uitgestrekte
rijstvelden (sawa’s) in landen als Indonesië, India of
China. In deze regio’s zijn mensen ongeveer 10.000 jaar
geleden met het telen van rijst begonnen. Deze landen
hebben dan ook een rijke traditie in het telen van rijst.
Dat er ook een traditie van duizenden jaren van droge
rijstteelt bestaat in West-Afrika is minder bekend.
GEEN ‘GROENE REVOLUTIE’
In veel Aziatische landen heeft de komst van verbeterde rassen, irrigatie, kunstmest en pesticiden, in de
jaren ‘60-‘70 geleid tot een ﬂinke verbetering in de
voedselproductie (de ‘Groene revolutie’). Sommige landen zijn veranderd van importeur van rijst in exporteur.
In West-Afrika wordt slechts 10-15% van het totale
rijstareaal bebouwd met verbeterde rassen. Boeren verbouwen nog steeds de rassen die zij en hun voorouders
geselecteerd hebben. De Groene Revolutie heeft niet
gewerkt in Afrika. Een van de redenen daarvoor is dat
er maar weinig gebieden in Afrika geschikt zijn voor
irrigatie, belangrijk voor het verkrijgen van hoge opbrengsten. Bovendien is in veel West-Afrikaanse landen
de regenval minder en onregelmatiger. Het is moeilijker
om met verbeterde rassen in West-Afrika een hogere
opbrengst te verkrijgen dan in Zuidoost-Azië.
RIJSTGENOOM
West-Afrikaanse rijst moet bestand zijn tegen droogte
en tegen hoge gehaltes aluminium, ijzer en zout in de
grond. Voor een rijstras met dat soort eigenschappen is
een slimmere manier van veredelen nodig dan traditionele kruising en selectie.
HA P SLIK WEG
CULTUURVERSCHILLEN
Dit klinkt heel mooi, maar zo simpel is het in werkelijkheid niet. Op de eerste plaats is er in West-Afrika nog
nauwelijks kennis is over genomics. Bovendien is gebleken dat bovengenoemde eigenschappen complexer zijn
dan gedacht. Zo werken de genen die planten bestand
maken tegen droogte- en aluminium op een ingewikkelde manier met elkaar samen. Een derde reden is dat
de ideeën van genomics-onderzoekers over veredeling
sterk verschillen van die van plantenveredelaars. De
vraag is nu hoe de cultuurverschillen tussen deze groepen onderzoekers overbrugd kan worden.
SAMEN MET BOEREN
107
OV ERA LisDNA
In 2000 werd het hele rijstgenoom in kaart gebracht.
De komende jaren kunnen rijstonderzoekers dus deze
informatie gebruiken om de genen te vinden die met
deze eigenschappen verband houden. Tijdens het
proces van veredeling, waarbij honderden kruisingen
worden gemaakt, kunnen de veredelaars de rijstplantjes makkelijker op deze genen selecteren. Daardoor
zou het veredelingsproces efﬁciënter en sneller kunnen
verlopen.
Ondanks alle wetenschappelijke kennis die veredelaars tot hun beschikking hebben, gebruiken boeren
in West-Afrika nog steeds vooral hun eigen rassen,
omdat die een constantere opbrengst geven dan de
verbeterde rassen. Blijkbaar is er iets wat wetenschappers van deze boeren kunnen leren. Het is dus zaak dat
genomics-onderzoekers, veredelaars en boeren meer
met elkaar gaan samenwerken. Dat zou de rijstproductie in West-Afrika werkelijk kunnen verbeteren.
Vooralsnog is er dus nauwelijks genomics-onderzoek
gericht op West-Afrikaanse rijst. Veel onderzoeksprojecten zijn kort van duur en initiatieven voor samenwerking stranden. Veredelen is een kwestie van lange
adem; het ontwikkelen, testen en uitbrengen van een
nieuw ras duurt al gauw 5 tot 6 jaar, soms kan het 10
jaar duren.
OVERALisDNA
108
W ERELD WIJ D
Moderne technologie zoals genomics is een product van de rijke westerse maatschappij. Toch levert
het ook mogelijkheden om de levensstandaard te verbeteren in minder welvarende gebieden.
Door de landbouwproductie op te schroeven bijvoorbeeld of door bacteriën om te scholen tot
landmijnvreters. Toch zijn er ook negatieve kanten aan de ontwikkelingen voor armere landen. Ze
dreigen het eigendom van hun eigen grondstoffen kwijt te raken, omdat slimme technologen er
met de patenten vandoor gaan. De vraag is of de huidige regels hen voldoende beschermen tegen
de kapers op de kust.
W ERELD WIJ D
109
OVER ALisDNA
Wereldwijd
Aangepaste bacteriën blijken landmijnen te kunnen opsporen.
Ze herkennen een speciﬁek stofje in de explosieven en zenden dan licht uit.
WERELD WIJ D
In de toekomst kunnen ze mogelijk explosieve stoffen opruimen.
OV ERA LisDNA
110
Microsoldaten sporen landmijnen op
Bacteriën kunnen heel nuttig zijn. In de darmwand beschermen ze
ons tegen ziekmakende indringers. En het groenafval in de GFT-bak
breken ze netjes af tot milieuvriendelijk compost. Wanneer je bacteriën genetisch iets aanpast, kun je ze voor nog veel meer doeleinden
inzetten. Het principe is heel simpel. Je laat deze micro-organismen
het werk doen waar ze goed in zijn. Vervolgens pas je het genetische
programma zo aan dat ze gaan werken in de richting die jij wilt en
onder de omstandigheden waarin jij ze nodig hebt. Soms is dat lastig,
maar wetenschappers worden steeds beter in het vinden van oplossingen.
SOLDAAT
Verrassend is dat bacteriën ook nuttig werk leveren
bij de opsporing en opruiming van landmijnen en
andere explosieve stoffen. Dat blijkt uit onderzoek van
professor Victor de Lorenzo van het Nationaal Centrum
voor Biotechnologie in Madrid, Spanje. Zijn onderzoek
verkeert nog in de experimentele fase, maar het is goed
denkbaar dat binnen een paar jaar bacteriën als micro-
soldaten ingezet gaan worden.
De gemeenste landmijnen zijn antipersoneelmijnen. Die
worden vlak onder de grond begraven en ontploffen
als er een persoon overheen loopt. Deze explosieven
maken tijdens en na oorlogen de meeste burgerslachtoffers. Het probleem is ook nog eens dat ze met een
metaaldetector niet op te sporen zijn. Ze zijn namelijk
niet altijd verpakt in een metalen omhulsel.
BODEMBACTERIE
De bodembacterie Pseudomonas putida biedt uitkomst.
Deze slimme bacterie kan landmijnen wél herkennen.
Hoe doet hij dat? Volgens Victor de Lorenzo is de truc
om de bacterie genetisch te modiﬁceren zodat hij speciﬁek het stofje 2,4-dinitrotolueen herkent dat voorkomt
in explosieven. Wanneer de gemodiﬁceerde bacterie
met het stofje in aanraking komt, zendt de bacterie een
ﬂuorescerend licht uit. Daar zijn ze in het laboratorium
voor getraind. Met een speciale lamp zijn de lichtgevende bacteriën en dus de plekken waar landmijnen
111
OV ERA LisDNA
liggen gemakkelijk te herkennen.
Pseudomonas putida is een handige bondgenoot. Deze
onschadelijke bacteriën komen van nature voor in
bodems waar ook militairen hun landmijnen in verstoppen. Ze gedijen dus prima in een mijnenveld. Ze laten
zich ook gemakkelijk samenballen tot kleine zaadjes
zodat ze vanuit een vliegtuig over een verdacht gebied
uitgestrooid kunnen worden waarvan wordt vermoed
dat er mijnen liggen. Bovendien worden deze bacteriën
nooit moe en vragen niet om een salarisverhoging.
WERELD WIJ D
TNT
Het landmijnenprobleem is enorm en de vraag naar
een veilige opsporingsmethode is dan ook groot. Alleen
al in Bosnië-Herzegovina liggen nog miljoenen landmijnen die nog vaak voor nieuwe slachtoffers zorgen. Als
we 1% van het land mijnenvrij kunnen maken, levert
dat de regio 150 miljoen euro op door herstel van de
locale economie, landbouw en de toeristische sector.
Uit onderzoek is bekend dat sommige bodembacteriën de explosieve stof trinitrotolueen (TNT) volledig
kunnen afbreken tot onschadelijke stoffen als water,
kooldioxide en ammonia. Het is een enorme uitdaging
om bacteriën in de toekomst zo te modiﬁceren dat ze
eerst landmijnen opsporen en ze vervolgens afbreken.
Volgens hetzelfde principe als de mijnopsporing kunnen
bacteriën in het laboratorium worden getraind om in
feite ieder gewenst stofje te herkennen. Wetenschappers denken in de toekomst gemodiﬁceerde bacteriën
te kunnen maken die een scala aan totnogtoe onbekende moleculen herkennen. Moleculen die misschien
de basis vormen voor nieuwe geurstoffen voor parfums
of shampoos.
Op genetisch aangepaste planten kun je een patent aanvragen.
Rijke landen claimden zo het erfgoed van de derde wereld.
WERELD WIJ D
Nu is ieder land eigenaar van haar eigen plantbronnen, maar de regels zijn vaag.
Van wie is dat gen nou eigenlijk
Het genetisch materiaal van planten is een waardevolle grondstof
voor allerlei onderzoekers en bedrijven. De grote vraag is alleen: van
wie is deze waardevolle grondstof? Van wie is het genetische materiaal van bijvoorbeeld een brandnetel, of van dat zeldzame plantje diep
in het regenwoud?
112
OV ERA LisDNA
GEMEENSCHAPPELIJK ERFGOED
De eigendomsvraag houdt velen bezig, en er wordt tot
op hoog politiek niveau druk over gediscussieerd. Nog
niet zo heel lang geleden beschouwde men de plantgenetische bronnen van deze wereld als een gemeenschappelijk erfgoed. Hiermee bedoelde men dat het
genetische materiaal van planten van iedereen is en dat
niemand kan zeggen dat het zijn eigendom is. Een boer
is natuurlijk wel eigenaar van de tarweplantjes die hij
verbouwt, maar hij kan zich niet de eigenaar noemen
van dé tarweplant, want die wordt door nog miljoenen
andere boeren verbouwd.
Inmiddels is de situatie een stuk complexer gewor-
den. Door de opkomst van de biotechnologie is het
mogelijk geworden om planten genetisch te modiﬁceren. Dergelijke planten worden in steeds meer landen
als uitvindingen gezien die je net als iedere andere
technische uitvinding kan patenteren. Dit betekent dat
degene die het patent krijgt over een bepaalde genetisch gemodiﬁceerde plant, daar voor een bepaalde tijd
(meestal 20 jaar) de eigenaar van is en deze als enige
mag produceren en verkopen.
Planten die groeien in de natuur zijn uiteraard geen
menselijke uitvindingen en kunnen dus niet worden
gepatenteerd. Toch is het in steeds meer landen in de
wereld ook mogelijk om het genetisch materiaal van
een bestaande plant te patenteren. De reden hiervoor
is dat dit genetisch materiaal met behulp van genomicstechnieken kan worden geïsoleerd en gekopieerd.
Onderzoekers proberen daarbij de speciﬁeke eigenschappen van het geïsoleerde stukje DNA te bepalen.
Het gekopieerde stukje DNA komt in geïsoleerde vorm
Patent
Een octrooi of patent is een alleenrecht om een product te maken, verkopen of
anderszins exploiteren. Een octrooihouder kan zijn octrooi gebruiken als monopolie op een bepaalde techniek. Anderen mogen deze techniek dan niet gebruiken. Een octrooihouder heeft niet automatisch op basis van het verleende octrooi
het recht om de uitvinding toe te passen. In veel gevallen zijn daarvoor nadere
vergunningen nodig, bijvoorbeeld op grond van de warenwet of op grond van
de milieuwetgeving. Soms staan octrooirechten van anderen toepassing van de
uitvinding in de weg.
WERELD WIJ D
niet voor in de natuur en kan als menselijke uitvinding
worden gepatenteerd.
Met het gepatenteerde genetische materiaal kan veel
geld verdiend worden. Zeker ook omdat het plant-genetisch materiaal steeds meer toegepast kan worden in
verschillende industrieën. Planten spelen bijvoorbeeld
een grote rol in de ontwikkeling van nieuwe medicijnen
of cosmetische producten. Dergelijke producten kunnen zeer winstgevend zijn.
ONEERLIJK
Oerbossen
bevatten een
groot deel van
de plant-genetische bronnen.
worden en waarmee geld kan worden verdiend. En dan
te bedenken dat de plant-genetische bronnen in de
ontwikkelingslanden zelf tot voor kort nog als gemeenschappelijk erfgoed werden beschouwd, waar iedereen
gratis toegang toe had.
Om aan deze ongelijke situatie een einde te maken en
ontwikkelingslanden mee te laten proﬁteren van de
groeiende bio-industrieën, besloot de international gemeenschap in 1992 om het principe van gemeenschappelijk erfgoed los te laten. In plaats daarvan bevestigde
men in de Convention on Biological Diversity dat ieder
land de baas is over zijn eigen plant-genetische bronnen. Dit betekent dat een land nu eisen kan stellen aan
iedere partij die toegang wil hebben tot de genetische
bronnen op zijn grondgebied. In ruil voor toegang kan
zo een aandeel worden gevraagd in de winst die voortvloeit uit het gebruik van het ontvangen plant-gene-
113
OV ERA LisDNA
De grootste plant genetische bronnen van de wereld
bevinden zich in ontwikkelingslanden. De natuurlijke
biodiversiteit is in veel van deze landen enorm groot en
ook is er meer variatie in culturele tradities van het boerenleven. Toch vindt het onderzoek naar deze genetische bronnen voornamelijk plaats in de bio-industrieën
van de ontwikkelde landen. En daar worden de uiteindelijke producten ontwikkeld die gepatenteerd kunnen
WERELD WIJ D
tisch materiaal. Ook kan onderhandeld worden over de
verdeling van kennis en technologieën die ontwikkeld
worden met behulp van het uitgewisselde materiaal.
OV ERA LisDNA
114
Helaas bleek dit systeem niet goed te werken voor die
genetische bronnen die gebruikt worden voor voedsel
en landbouw. De voornaamste reden hiervoor is dat
de planten die men gebruikt voor voedselproductie al
eeuwen lang worden uitgewisseld en meestal wijdverbreid worden verbouwd. Hierdoor is het nauwelijks
mogelijk om één land aan te wijzen dat eigenaar is
van het genetische materiaal van een bepaald gewas.
Daarnaast is de landbouwsector zelfs afhankelijk van
de historische uitwisseling van plant-genetische bronnen. Alleen op die manier kan men steeds weer betere
gewassen kweken die tegen nieuwe ziektes opgewassen zijn en meer voedsel produceren voor de groeiende
wereldbevolking. Een systeem dat de vrije uitwisseling
Sorghum, een typisch landbouwgewas dat in Afrika groeit.
van deze plant-genetische bronnen in de weg staat,
zou uiteindelijk de wereldvoedselvoorziening in de weg
kunnen staan, zo menen critici van de CBD en diens
systeem van eigendomsrechten op plant-genetisch
materiaal.
LIJST
Daarom heeft de internationale gemeenschap in 2001
een internationale lijst voor voedsel- en landbouwgewassen opgesteld. Die lijst bevat de namen van de
gewassen die vanuit het oogpunt van voedselzekerheid
belangrijk zijn. Ieder land dat het verdrag ondertekent
heeft vrije toegang tot die gewassen en mag zelf geen
eigendomsrechten op die gewassen claimen. Bedrijven
die de gewassen gebruiken bij het kweken van nieuwe
rassen mogen deze alleen patenteren, als ze een gedeelte van hun winst op deze nieuwe gewassen storten
in een internationaal fonds dat projecten voor boeren
in ontwikkelingslanden ondersteunt.
Deze internationale lijst vergemakkelijkt dus de
toegang tot die gewassen die essentieel zijn voor de
wereldvoedselvoorziening. Daarmee komt het oorspronkelijke principe van gemeenschappelijk erfgoed
weer een beetje terug en hopen de opstellers dat de
historisch vrije uitwisseling van plant-genetische bronnen voor voedsel en landbouw in stand blijft. Deze
lijst is opgenomen in een internationale verdrag voor
plant-genetische bronnen. Tot op de dag van vandaag
onderhandelen landen over de precieze invulling en
WERELD WIJ D
toepassing van de huidige regels die bepalen wie welke
plant genetische bronnen bezit. Het zou dus goed kunnen dat er over tien of twintig jaar weer heel andere
regels gelden.
OV ERA LisDNA
115
Lijst van auteurs
Dit boek bestaat uit bewerkingen van artikelen van de volgende auteurs.
Tom Arends
Ingrid Baart
Marije Blomjous
Piet Boonekamp
Arnaud Bovy
Frans van Dam
Carla van El
Francine Govers
Berend Harmsen
Bram de Jonge
Linda Krijgsman
Kristy van Lammeren
Edith Lammerts-van Bueren
Edwin Nuijten
Marjan Slob
Annelies Speksnijder
Andrea Thiele
Roald Verhoeff
Aeneas Verropoulos
André Vrancken
Leonie Waanders
Hub Zwart
De algemene inleiding, de
inleidingen op de thema’s en
de tekst op de achterzijde zijn
geschreven door Jop de Vrieze.
Beelmateriaal
Fotolia (bladzijden 14, 20, 26, 27, 93)
123rf (bladzijden 15, 31, 37, 38, 40,
41, 43, 50, 51, 54, 57, 60, 63, 67, 70,
79, 81, 91, 107, 111, 113, 114)
Getty Images (bladzijde 11)
Dick van Aalst (bladzijde 82)
De overige foto’s zijn aangeleverd
door de auteur van het betreffende
artikel of door de geïnterviewde
onderzoeker.
Vormgeving
Hannie van den Bergh,
Studio-HB, Amsterdam

DNA - Jopinie – Jop de Vrieze

Related documents

Products

Support

DNA - Jopinie – Jop de Vrieze

Related documents

Add this document to collection(s)

Add this document to saved

Suggest us how to improve StudyLib