print

Het coöperatieve gen

NRC Handelsblad schreef onlangs dat de voorsprong die de gewervelden zouden opbouwen in intelligentie 550 miljoen jaar geleden werd ingeluid door twee verdubbelingen van het genoom dat voor de opbouw van synapsen codeert ‘als een schitterend ongeluk’. Een schitterend ongeluk? Dus toeval? De nieuwe richting die de theorie van de evolutie is ingeslagen is kennelijk aan de krant voorbijgegaan. De Duitse evolutiebioloog Joachim Bauer schreef er een boek over.

In zijn boek Das Kooperative Gen maakt de evolutiebioloog Joachim Bauer duidelijk dat de theorieën achter de evolutie aan vervanging toe zijn. Evolutie is meestal niet het gevolg van toevallige mutaties die een betere kans opleveren voor overleving, maar organismen blijken hun genoom, hun DNA, zelf te kunnen aanpassen. Sowieso krijgen cellen voortdurend seintjes die hen opdragen iets aan het DNA te veranderen. Er worden genen aan- of uitgezet. Dat levert een verandering van het gedrag van de cel op. Dit vakgebied kennen we als de epigenetica. Maar dat verandert op zich nog niets aan de samenstelling van het genoom. Wanneer de seintjes hardnekkig en dwingend worden, door veranderd gedrag van het organisme, al of niet door de veranderde eisen van de omgeving (dat zou je een vorm van stress kunnen noemen), kan het zijn dat het aanzetten van een bepaald gen niet voldoende oplevert. Dan wordt het gen verdubbeld (duplicatie). Of genen veranderen van plaats op het chromosoom of genen worden gerecombineerd. Het blijkt dat de plaats van een gen op een chromosoom veel uitmaakt wat betreft de activiteit. Dat heeft in zo’n geval niets met toevallige mutaties te maken. Genen interacteren voortdurend met de cel en met het hele organisme. Ze kunnen in hun eentje niets uitrichten. Het genoom van elk organisme bevat elementen die deze veranderingen op gang kunnen brengen: transposable elements, of transposons.

Het heeft erg lang geduurd voordat het bestaan van dit proces is doorgedrongen in de biologie. Barbara McClintock ontdekte het in de jaren veertig. Zij werd dertig jaar lang doodgezwegen en belachelijk gemaakt door de wetenschappelijke gemeenschap, tot te veel anderen vergelijkbare ontdekkingen deden om deze nog langer te negeren. Zij kreeg er in 1983 de Nobelprijs voor. Het bleek dat deze veranderingen ook nog doorgegeven konden worden aan nakomelingen, waarmee een ander evolutiedogma aan flarden ging. De overgang van de ene soort naar de andere blijkt steeds gepaard te gaan met verdubbeling van genen, soms zelfs van een geheel genoom. Overigens zijn de genen die kandidaat zijn voor deze verdubbelingen en andere veranderingen evenmin toevallig. Genen die niet veranderd mogen worden omdat ze essentieel zijn voor overleving blijven van deze door transposons bewerkstelligde veranderingen gevrijwaard.

Een voorbeeld van spontane genoomverandering ten gevolge van specifieke stress bij grotere organismen, dat Bauer noemt, is het volgende: de mens heeft 98,7 % procent van zijn genen gemeen met die van de chimpansee. Die 1,3 procent die, aantoonbaar dankzij transposable elements, verschilt, codeert voornamelijk voor de bouwstenen van hersenen, zintuigen en immuunsysteem. Daar is de mens over het algemeen beter af. Alleen wat betreft immuniteit tegen het HIV-virus, daar is de chimpansee beter af: hij kan daar niet ziek van worden. Dat heeft te maken met een gen met de naam CCL3L1, dat de binding van het HIV-virus aan een cel kan verhinderen. Chimpansees hebben daar acht tot tien kopieën van. Mensen maar één tot zes. Het bleek dat pasgeborenen van een HIV-seropositieve moeder na de geboorte een groter aantal kopieën van het gen bezitten met een verminderde vatbaarheid voor besmetting.

Bauer vermeldt verder dat mensen individueel verschillen in hoeveelheden van het gen CYP2D6. Dat is een gen dat een belangrijke rol speelt in het ontgiften van plantaardige toxische stoffen en van medicamenten. Sommigen hebben wel drie kopieën van dit gen en bij hen werken veel medicamenten gewoon niet. Anderen, met maar één gen, kunnen overgevoelig zijn voor de meeste medicamenten. Bij 10% van de westerse bevolking ontbreekt het gen volledig en kunnen dezelfde medicamenten, in ‘normale’ dosis, zelfs tot een vergiftiging leiden.

Dit is maar een klein deel waarover Bauers boek gaat. Hij laat bijvoorbeeld verder zien dat Darwins ‘strijd om het bestaan’ en Dawkins ‘zelfzuchtige gen’ als drijvende kracht achter de evolutie bij beiden tot afkeer van de verzorgingsstaat hebben geleid en dat deze ‘noodzakelijke eeuwige strijd’ als voorwaarde voor de ontwikkeling van het mensdom, het nazisme verregaand heeft geïnspireerd. Een inspirerend en leerzaam boek dat prettig leesbaar is geschreven.

 

Joachim Bauer. Das Kooperative Gen. Evolution als kreativer Prozess. Wilhelm Heyne Verlag, München. 2010.

 

 

Woordenboek


Deel deze Nieuwsbrief