Het genoomonderzoek heeft voorlopig als belangrijkste inzicht opgeleverd dat het leven véél ingewikkelder is dan we dachten.
Het leek wel ouderwets werk, de aankondiging begin april in het wetenschappelijke topvakblad Science dat er in Zuid-Afrika een skelet was gevonden van een mogelijke missing link tussen de eerste echte mensachtigen en hun onmiddellijke voorouders. De vondst had namelijk betrekking op schedels en stukken skelet van twee individuen (waarschijnlijk een moeder en haar tienerzoon) die voldoende van andere fossielen bleken te verschillen om als aparte soort te worden gepresenteerd: Australopithecus sediba.
Het betrof een aapmens van gemiddeld ongeveer 1,20 meter en een dertigtal kilo’s. Hij moet bijna 2 miljoen jaar geleden geleefd hebben, en nog een echte klimmer zijn geweest. Slim was hij zeker niet, want zijn herseninhoud bedroeg amper een derde van die van ons. Maar hij zou wel wat slimmer geweest zijn dan de andere australopitheken, vandaar de – overigens bekritiseerde – stelling van de missing link.
Dat andere wetenschappelijke topvakblad, Nature, had een maand eerder een verhaal van een ander kaliber gepresenteerd. Dat ging over de vondst in een Russische opgravingssite van een fossiel vingerkootje dat toebehoorde aan een echte mensachtige, die misschien 30.000 jaar geleden nog leefde. Daarenboven steunde het onderzoek bijna uitsluitend op een analyse van stukjes DNA die in de fossiele resten waren gevonden. Geen morfologische analyse meer, maar een genetische. De genetische samenstelling van het DNA bleek verrassend sterk af te wijken van wat ondertussen over onszelf bekend is. Het kootje zou dus van een onbekende mensensoort geweest kunnen zijn (die nog geen naam gekregen heeft, omdat soortbepaling op basis van genetische elementen nog onvoldoende zwaar doorweegt). De soort zou naar schatting 1 miljoen jaar geleden Afrika verlaten hebben, en haar leefgebied tijdelijk met neanderthalers en moderne mensen hebben gedeeld.
Het plaatje van de menselijke afstamming wordt steeds diffuser, met steeds nieuwe soorten die opduiken. Steeds meer wordt duidelijk dat de huidige situatie sterk afwijkend is van onze voorgeschiedenis, in die zin dat wij waarschijnlijk pas sinds ongeveer 20.000 jaar als enige mensensoort op aarde leven, dat wij vroeger de aarde met verwante soorten deelden. Er zijn ondertussen al minstens twee dozijn soorten mensen en aapmensen beschreven.
Dat de mens in Afrika ontstaan is, blijft als een paal boven water staan. Dat hij bijna 2 miljoen jaar geleden, als Homo erectus, voor het eerst Afrika verliet, eveneens. Ook de moderne mens vond zijn oorsprong in Afrika, 200.000 jaar geleden, en begon zo’n 60.000 jaar geleden aan zíjn zwerftocht over de wereld. Tussenin zouden er echter nog migraties geweest zijn, van andere groepjes, mogelijk behorend tot andere soorten. Zo zou de voorloper van de neanderthaler Afrika een half miljoen jaar geleden verlaten hebben.
Vroege vorm van racisme
De mens is altijd een zwerver geweest, en kleine groepjes stapelen gemakkelijk voldoende genetische verschillen op om na verloop van tijd tot verschillende soorten uit te groeien. Waarmee niet gezegd is dat die onderling geen nauw contact konden hebben. Zelfs seksueel contact behoorde tot de mogelijkheden. Dat bleek onomstotelijk toen begin mei in Science een eerste grondige analyse van het genoom van de neanderthaler gepubliceerd werd. De wetenschappelijke wereld was verrast door de vaststelling dat er sporen van neanderthalergenen in moderne Europeanen en Aziaten zijn gevonden. Voor Afrikanen gold dat niet, die zijn ‘neanderthalervrij’.
De vaststelling houdt alleen steek wanneer men aanneemt dat er ergens tussen 50.000 en 100.000 jaar geleden in het Midden-Oosten (in wat nu Israël is) grotten waren die afwisselend door de eerste uit Afrika migrerende moderne mensen en door tijdens koudegolven uit Europa gejaagde neanderthalers bewoond werden, en dat er seksueel contact tussen beide soorten was. Seksueel contact dat tot vruchtbare nakomelingen leidde, ondanks het feit dat dit in principe niet kan in de (te rigide) definitie van een soort. Zelfs in Papoea-Nieuw-Guinea zijn neanderthalergenen terechtgekomen, nadat nakomelingen van hybriden verder uitzwierven.
In die zin, zeggen wetenschappers, is de neanderthaler toch niet helemaal uitgestorven. Hij leeft een beetje voort in ons eigen genetisch materiaal.
Daarmee komt een einde aan een jarenlang verhit debat over de vraag in welke mate er contact was tussen beide mensensoorten. Nu wordt de vraag: waarom was er niet méér contact tussen beide groepen? Een vroege vorm van racisme?
De analyse wordt nu verlegd naar een ander niveau: dat van het onderzoek van de belangrijkste verschillen. Ons genoom is voor 99,84 procent identiek aan dat van de neanderthaler, ongetwijfeld onze nauwste verwant, maar er zijn al beduidende verschillen gevonden in de manier waarop de huid functioneert, in de stofwisseling en ook in genen die instaan voor cognitieve functies, hoewel het voorlopig onduidelijk is wat die verschillen precies betekenen.
Dat laatste euvel blijft ook de praktische analyse van het menselijk genoom teisteren. Het is ongeveer tien jaar geleden dat de twee belangrijkste protagonisten in de race naar het voor het eerst in kaart brengen van de menselijke genen, de Amerikaanse biotechnologen Craig Venter en Francis Collins – de eerste een wetenschappelijke exponent van de privézakencultuur, de andere van een overheidsonderneming – in het gezelschap van toenmalig president Bill Clinton aankondigden dat het werk zo goed als klaar was. Het oorspronkelijke gekissebis over rechten en toegankelijkheid van de informatie was opzijgeschoven. De gegevens werden bijna allemaal snel publiek gemaakt, zodat ze door wetenschappers uit de hele wereld geanalyseerd konden worden. Er werd toen luid uitgebazuind dat de geneeskunde een enorme stap vooruit zou maken met de nieuwe inzichten, dat er behandelingen voor tal van aandoeningen uit voort zouden vloeien.
Dat laatste is overdreven gebleken. Zoals in een hoofdcommentaar in Nature geschreven werd: de complexiteit van de genen en de manier waarop hun werking georganiseerd is, zijn veel te ingewikkeld om op bevattelijke wijze te worden doorgrond. Er zijn nog maar weinig mensen die concreet voordeel hebben gehaald uit het in kaart brengen van onze genen. Bedrijven die meenden met het onder octrooi brengen en verkopen van genetische kennis een goudader te hebben aangeboord, kwamen van een kale reis thuis. Er is niet eenvoudig geld te verdienen met genen, ondanks het feit dat de methodes om ze te analyseren zo sterk vereenvoudigd zijn dat het weldra mogelijk zal zijn iemands genoom in één dag voor 1000 euro in kaart te brengen.
Eén ingewikkeld eiwit
Venter, die als eerste zijn eigen genoom in kaart liet brengen, beschreef in Nature wat hij daar voor zichzelf al uit geleerd had. Veel verder dan dat de genenkaart van zijn vader voor 0,5 procent verschilde van die van zijn moeder (wat meer was dan verwacht) kwam hij niet, hoewel hij eventuele gevoelige informatie uiteraard wel voor zich zal hebben gehouden. De meerderheid van de wetenschappers gaat ervan uit dat er nog lang te veel onbekenden in het genenverhaal zullen blijven om routinematig nuttige elementen uit de analyse van individuele genomen te kunnen puren – zeker vanuit medisch oogpunt bekeken. Het is te ingewikkeld.
Van kanker is ondertussen bekend dat de genetische achtergronden zelfs van patiënt tot patiënt kunnen verschillen, wat een algemene bestrijdingsmethode zo goed als onhaalbaar maakt. Er loopt momenteel een kankergenenatlasproject dat vanuit technisch oogpunt bekeken equivalent is aan liefst twintigduizend keer het oorspronkelijke genoomproject, ondanks het feit dat het zich uitsluitend op kanker- en bloedcellen toespitst.
Zelfs het eiwit p53, dat ooit als dé schietschijf van antikankerbehandelingen is voorgesteld, blijkt zo complex te zijn dat er amper op kan worden ingegrepen. Het is niet alleen actief bij de ontwikkeling (of het verhinderen van de ontwikkeling) van kanker, het speelt ook een rol bij de vruchtbaarheid en de em-bryonale groei. Het stuurt op vele niveaus commando’s uit voor een normaal functioneren van de manier waarop genen in bruikbare eiwitten worden overgeschreven, en van de manier waarop cellen werken. Het eiwit blijkt zo’n brede werkingsbasis te hebben dat er nu al aparte congressen aan worden gewijd. Aan één eiwit! En er zijn héél veel eiwitten.
Terwijl tien jaar geleden gedacht werd dat het ontrafelen van het menselijk genoom alles wat zou volgen eenvoudiger zou maken (het aantal menselijke genen werd van de geschatte honderdduizend naar amper 21.000 herleid), bleek al snel dat het leven véél ingewikkelder zou worden. Het genoom is geen eenvoudige blauwdruk van de werking van een lichaam. Er kwam een hele set nieuwe elementen aan het licht, die mee bepalen hoe een lichaam functioneert. Vooral de ontdekking dat korte stukjes RNA een sturende rol in de regulatie van het overschrijven van genen in bruikbare eiwitten spelen, was cruciaal – die stukjes hebben uiteraard ook hun eigen genen. Zo controleren genen via tussenboodschappers de werking van andere genen. En op alle niveaus zijn stimulatoren en remmers mogelijk. Hoe dieper wetenschappers het genoom doorgronden, hoe complexer het wordt.
Een lichaam is een uit fragiele evenwichten samengestelde ingewikkelde cellenhoop.
Het idee dat we door voldoende waarnemingen te verzamelen en voldoende krachtige computers in te zetten inzicht kunnen krijgen in het functioneren van het leven, is na tien jaar ploeteren door een massa gegevens opgegeven.
De vraag blijft open in welke mate de nieuwe kennis het leven van veel mensen zal verbeteren. Francis Collins bleef in Nature alvast optimistisch: ‘Het is altijd hetzelfde met grote doorbraken. Op korte termijn zijn de verwachtingen altijd overdreven, op lange termijn is er altijd meer dan aanvankelijk werd vooropgesteld.’ Zo hoeft men de precieze werking van genen, en de manier waarop ze in de fout gaan, niet altijd te kennen om er met succes op te kunnen ingrijpen.
Venter keek, naar goede gewoonte, nog een stap verder. Volgens hem zullen we binnen afzienbare tijd in de medische context op regelmatige basis het volledige genoom van individuele cellen van een patiënt in kaart kunnen brengen, en kunnen vergelijken met een standaard. Dat alvast om sluitende diagnoses te kunnen stellen, in de hoop dat er tegen dan ook een mogelijke oplossing voor eventuele afwijkingen is.
Het zwakke punt in zijn analyse is dat het voorlopig onduidelijk is waar de korte termijn uit Collins’ analyse eindigt, en waar de lange termijn begint.
DOOR DIRK DRAULANS
Nog maar weinig mensen haalden concreet voordeel uit het in kaart brengen van onze genen.
