Menu Close

Menselijk DNA zichtbaar met druk op de knop

In de Verenigde Staten en Duitsland lopen grote computers langzaam maar zeker vol met drie miljard lettertekens, die samen een landkaart vormen van de menselijke erfelijkheid. Sinds deze week heeft ons land een eigen kopie: in een oogwenk toveren Nederlandse onderzoekers nu de laatste gegevens over menselijke genen uit een computer van de Nijmeegse universiteit.

MET EEN eenvoudige druk op de ‘return’ van een computertoetsenbord werd afgelopen donderdag het Nederlandse filiaal van de wereldwijde Human Genome Database (HGDB) voor geopend verklaard. Met even weinig moeite kunnen Nederlandse erfelijkheids-onderzoekers voortaan, vanachter hun computerscherm, de vorderingen bijhouden die er over de hele wereld worden gemaakt bij het ontcijferen van de menselijke erfelijke code. In een mum van tijd kunnen zij, op elk willekeurig moment, via een telefoonlijn achterhalen of een stukje erfelijke code al is gelokaliseerd, voor welke eiwitverbinding het de informatie bevat, door wie het is ontcijferd en uit welke letters het precies bestaat.

Het nieuwe ‘computerknooppunt’, dat zich bevindt in het computercentrum CAOS/CAMM van de Nijmeegse universiteit, garandeert Nederlandse onderzoekers de komende jaren een goedkope, ongestoorde, snelle en daarom veelbelovende toegang tot de gegevens die door duizenden wetenschappers in Amerika, Europa en Japan worden verzameld. Met elkaar werken zij aan de vervolmaking van een complete landkaart van de menselijke erfelijkheid. Dankzij die landkaart, die volgens de jongste verwachtingen al rond de eeuwwisseling zal zijn voltooid, moeten vooral erfelijke ziekten in de toekomst beter zijn te bestrijden.

Informatie

Alle informatie die nodig is om uit een bevruchte eicel een volledig mens te laten groeien, is vastgelegd in genen – eenheden informatie die zorgen voor de aanmaak van één eiwitverbinding. Al vroeg in onze eeuw was duidelijk dat die genen lagen op de chromosomen – kleine draadjes, die door de lichtmicroscoop in het binnenste van levende cellen zijn te zien.

In de jaren veertig en vijftig werd stap voor stap ontdekt waaruit die informatie in de genen feitelijk bestond: de opeenvolging van chemische letters in een eindeloos lang molecule, DNA geheten, bleek als een soort geheime code te bepalen hoe een eiwit eruit komt te zien.

Deze ontdekkingen openden de weg naar vele toepassingen. Van een groot aantal erfelijke aandoeningen werd duidelijk hoe ze werden veroorzaakt: in het gen voor één belangrijk eiwit kan er iets misgaan met de code. Het resultaat is een onwerkzaam eiwit, met soms fatale gevolgen.

In het midden van de jaren tachtig lanceerden Amerikaanse onderzoekers een ambitieus plan. Van alle honderdduizend genen die een menselijke cel naar schatting bevat, zou in eerste instantie de precieze plaats op de chromosomen moeten worden uitgepuzzeld en vastgelegd. Het einddoel: de volledige opsomming, voor elk van de 24 verschillende chromosomen, van alle chemische letters van de erfelijke code. Volgens de schattingen bestaat het menselijk ‘genoom’ – de verzamelnaam voor alle menselijke erfelijke informatie – uit ongeveer drie miljard van deze chemische letters. Slechts vijf procent heeft een duidelijke functie, de rest is genetisch ‘afval,’ opgespaard en doorgegeven gedurende miljoenen jaren van evolutie.

Met zo’n gedetailleerd overzicht van onze erfelijkheid, hopen de onderzoekers, kan de strijd van de medische wetenschap tegen erfelijke ziekten pas echt losbarsten. Want in de westerse wereld mogen ziekten veroorzaakt door slechte levensomstandigheden goeddeels zijn bedwongen, stoornissen die in onze genen schuilen komen nog onverminderd naar buiten. En naarmate we ouder worden, krijgen ook de meer subtiele haperingen een kans: hart- en vaatziekten, kanker, dementie – van allemaal is bekend dat ze op zijn minst voor een deel door genen worden beïnvloed. Maar welke genen dat zijn, waar ze liggen, welke stof ze maken en wat er aan schort, is nog grotendeels onbekend.

De Amerikaanse initiatieven leidden, na hevige schermutselingen over de prioriteiten van de klus, uiteindelijk tot de oprichting van de internationale Human Genome Organisation – kortweg aangeduid als HUGO. Verschillende landen nemen eraan deel. De grootste bijdrage komt van de Amerikanen zelf, die jaarlijks tweehonderd miljoen dollar uitgeven aan onderzoek ten behoeve van het project. De Europese Gemeenschap heeft een eigen project, waaraan twintig miljoen gulden per jaar wordt gespendeerd. Ook Nederland heeft sinds twee jaar een eigen project: het prioriteitsprogramma ‘Human Genome Analysis’, waaraan onder de hoede van de Nederlandse organisatie voor Wetenschappelijke Onderzoek (NWO) zes jaar lang telkens één miljoen gulden wordt uitgegeven.

Volgens de Groningse hoogleraar antropogenetica dr C.H.C.M. Buys, die nauw bij het Nederlandse genoomproject is betrokken, is inmiddels van achthonderd erfelijke ziekten vastgesteld waar op de chromosomen het probleem moet worden gezocht. In honderdvijftig van die gevallen is ook bekend hoe het defecte gen eruitziet, en voor welk eiwit het de code bevat. Wie bedenkt dat we van ongeveer 4500 ziekten weten dat ze een erfelijke basis hebben, kan de score nog mager vinden. In de praktijk is de situatie gelukkig iets rooskleuriger: het meest is bekend over de ziekten die relatief veel voorkomen. En de twintig erfelijke ziekten die het meest voorkomen, zorgen samen al voor tachtig procent van alle gevallen die in erfelijkheidsklinieken worden besproken, vertelde Buys bij de opening van de Nederlandse databank.

De erfelijkheidsklinieken zijn de eerste plaatsen waar de nieuwe kennis kan worden toegepast: een stukje weefsel, van een ongeboren baby of een toekomstige ouder, kan op defecte genen worden getest. Hoe exacter alles bekend is, met des te meer zekerheid kan er worden voorspeld of een kind de erfelijke ziekte zal krijgen.

De tweede weg waarlangs kennis over de genen kan worden toegepast, is langer: wie weet welk gen voor een ziekte verantwoordelijk is, en welk eiwit dat gen maakt, kan misschien een nieuwe manier bedenken om de symptomen van de ziekte te bestrijden. Op den duur zou het zelfs mogelijk zijn het defecte gen te vervangen via een ‘gen-therapie.

Zorgen over de toepassing van al die nieuwe kennis zijn er ook. Bij de opening van de databank drong dr E. Borst-Eilers, vice-voorzitter van de Gezondheidsraad, aan op wettelijke regels die moeten voorkomen dat erfelijkheidsgegevens worden gebruikt om werknemers af te keuren, verzekeringnemers uit te sluiten of minderjarigen te testen op ziekten waartegen geen behandeling bestaat.

Actief

Nederlandse onderzoekers hebben zich de laatste jaren zeer actief betoond in het speuren in het menselijk genoom. Van de naar schatting 9000 onderzoekers die stukjes erfelijke code hebben opgestuurd naar de centrale databank, komen er ruim 200 uit Nederland. De meesten van hen werken aan de universiteiten van Amsterdam, Utrecht, Groningen, Leiden en Nijmegen. Voorheen moesten deze onderzoekers, als ze de databank wilden raadplegen, trage internationale computerverbindingen gebruiken om gegevens uit Amerika of Duitsland te halen – nu in Nijmegen elke week een opgefriste kopie van het centrale gegevensbestand uit Baltimore arriveert, kunnen ze de gegevens raadplegen als zaten ze in de eigen computer onder het bureau. Over het academische computernetwerk, SURF-net geheten, kunnen zij gratis en met een snelheid van duizenden letters per seconde gegevens versturen en ophalen uit computers elders in Nederland.

Volgens directeur dr J.H. Noordik van het Nijmeegse CAOS/CAMM Center was er echter nóg een reden om een eigen Nederlandse editie van de wereld-databank te willen hebben: Nederlandse programmeurs kunnen, met de gegevens in eigen land, werken aan eigen programmatuur om die enorme berg informatie behapbaar te maken, en hoeven niet meer af te wachten wat hun collega’s in de VS of Duitsland voor hen bedenken.

De meeste Nederlandse onderzoekers zullen het nog even moeten doen met een wat kaal ogende, alleen uit lettertekens opgebouwd computerscherm met informatie over genen, onderzoekers en tijdschrift-publicaties. Slechts een handvol kan al genieten van wat voor de rest nog even toekomstmuziek is: fraaie plaatjes op een kleurenscherm, die in één oogopslag niet alleen tonen wie een gen heeft ontdekt en onder welk telefoonnummer die is te bereiken, maar ook waar op het chromosoom het gen zich precies bevindt, en hoe de genetische code tot op de letter luidt. Wie dat beeld voor zich ziet, begrijpt pas werkelijk aan wat voor mammoetklus de genetici zijn begonnen.

Related Posts