Opstand ‘zombiegenen’ maakte mensenbrein groot

Het is een van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van de mensheid. Een toevallige genetische mutatie, diep in de prehistorie, moet ervoor hebben gezorgd dat mensen een groot, ontwikkeld brein kregen en andere apen niet. Wetenschappers uit onder meer Nederland legden de vinger op wat er gebeurde: in ons dna ontwaakte een half afgestorven gen, als een soort zombie, die de aanmaak van hersenweefsel verstoorde.

Verzorgers en chimpansees in het Chimpanzee Conservation Centre in Somoria, Guinee, op een foto uit 2015. Beeld Getty Images

Een genetisch ‘defect’ in ons voordeel, dat wel. De verstoring zorgt ervoor dat onrijpe cellen tijdens de hersengroei een beetje treuzelen en zich nog wat delen. Daardoor ontstaan er meer hersencellen en groeit ons brein extra lang door. Precies wat ons uniek maakt, zegt onderzoeker David Haussler van het Howard Hughes Medical Institute in Santa Cruz. ‘Een van onze meest onderscheidende kenmerken is grotere hersenen en uitgestelde hersenontwikkeling. En hier zien we de moleculaire mechanismes die daar achter zitten.’

Het was evolutiebioloog Frank Jacobs (UvA) die dat mechanisme zes jaar geleden ontdekte, toen hij als postdoc bij Haussler werkte. ‘Daarna hebben we dit onderzoek vanuit mijn eigen lab jarenlang voortgezet, om het bewijs echt goed rond te krijgen.’ Tegelijk met Jacobs’ artikel, in vakblad Cell, verschijnt een Belgische studie die de uitkomst bevestigt.

Het gen waarom het allemaal draait heeft de catalogusnaam NOTCH2NL en bevat het recept voor een stof die jonge hersencellen aanzet tot ontwikkeling. Apen dragen in hun dna een kapotte kopie van het gen; bij mensen is dat kapotte exemplaar weer min of meer actief geworden. Maar omdat het menselijke zombiegen nogal krakkemikkig is, doet hij dat onhandig en schieten de jonge hersencellen alle kanten op. Toevallig precies wat een ontwikkelende baby nodig heeft om superhersenen te krijgen.

Hersenafwijkingen

Onze voorouders ondergingen wel meer genetische veranderingen voordat we het brein kregen dat we nu hebben. Maar NOTCH2NL lijkt een heel belangrijke, denken ook andere experts. Niet alleen is het gen ontwaakt in de periode dat mensen grotere hersenen kregen; beschadigingen aan het gen leiden prompt tot ernstige hersenafwijkingen, uiteenlopend van autisme en schizofrenie tot een abnormaal klein of juist groot hoofd.

‘Die link naar ziekte is zeer relevant’, vindt neurobioloog Nael Nadif Kasri (Radboud UMC), zelf niet betrokken bij het onderzoek. ‘Dit is heel mooi en compleet onderzoek.’ ‘Overtuigend’ en ‘zeer opwindend’, oordeelt desgevraagd ook expert Megan Dennis van de Universiteit van Californië in Davis per e-mail.

Inmiddels hebben we liefst drie werkzame NOTCH2NL-genen: een heel troepje zombiegenen om onze hersengroei aan te jagen. ‘Ze zaten verborgen in een gebied van het dna waar we nog niet goed konden kijken’, vertelt Jacobs, die onder meer onderzocht wat de genen precies doen als je ze inbouwt in stukjes gekweekt hersenweefsel.

Het kan geen toeval zijn dat de zombieopstand in ons dna precies uitbrak rond de half tot vier miljoen jaar geleden, denken de onderzoekers. Precies rond die tijd ontwikkelden onze voorouders zich van rechtop lopende aapjes met een klein chimpanseebreintje tot intelligente, zelfbewuste, bespraakte wezens. ‘Door een soort geluk is dit gen gerepareerd geraakt’, zegt Jacobs. ‘Dat vind ik bijzonder intrigerend.’

Verschillen

Opvallend is bovendien dat de zombiegenen in ‘schrijfwijze’ iets van mens tot mens verschillen, vindt Jacobs. ‘Daaraan kun je zien dat dit recent in de evolutie heeft plaatsgevonden. De menselijke soort is nog een beetje zoekende naar de precieze dosering, zou je kunnen zeggen.’

Vervolgonderzoek moet uitwijzen hoe belangrijk de zombiegenen precies zijn ten opzichte van andere genen, tekenen kenners wel aan. In ons bouwplan zijn immers meer dingen gewijzigd: zo kon onze hersenpan pas opzwellen nadat de kauwspieren rondom ons hoofd slapper werden. ‘Ze laten overtuigend zien dat deze genen tot meer hersencellen leiden. Maar het stukje van de puzzel dat nog ontbreekt, is hoe mutaties in deze genen precies tot ziekte leiden’, vindt Dennis.

‘Ik denk dat we de komende jaren meer studies over dit onderwerp gaan zien’, verwacht Nadif Kasri. ‘We staan aan het begin van een nieuw hoofdstuk in het begrijpen waardoor ons brein zich heeft ontwikkeld.’

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.