Chromosoom vol gaten en afwijkingen

Voor het eerst is een compleet menselijk chromosoom in kaart gebracht, zo werd deze week bekend. Onder meer voor onderzoekers van erfelijke ziektes kan dit interessant zijn....

'CHROMOSOOM 22 is af.' Maar liefst 217 genoom-onderzoekers uit Groot-Brittannië, de Verenigde Staten, Japan en Zweden presenteerden deze week niet zonder trots het resultaat van hun bijna tien jaar kostende inspanning om als eerste een compleet menselijk chromosoom in kaart te brengen.

Met drie parallelle persconferenties in Londen, Washington en Tokio en de coverstory van het wetenschappelijke tijdschrift Nature van 2 december werd het heugelijke feit gevierd.

Maar 'af' is een relatief begrip, blijkt uit die publicatie. Er gapen elf gaten in de sequentie van de ruim 33 miljoen DNA-baseparen van chromosoom 22 die nu zijn beschreven. En het is de vraag of die nog gedicht zullen worden, sterker zelfs, of ze wel gedicht kúnnen worden.

Het zal in ieder geval nog heel wat tijd en inspanning kosten, aldus de onderzoekers. Vooralsnog verzetten de brokstukken DNA in de 'gaten' zich hardnekkig tegen kloneren - de eerste stap op weg naar de bepaling van de volgorde van de DNA-bouwstenen.

Niettemin wordt hun artikel in Nature nu al 'een mijlpaal in ons begrip van onze eigen biologie' genoemd. Even afgezien van het mannelijke geslachtschromosoom (Y) is chromosoom 22, op nummer 21 na, het kleinste van de 23 chromosomenparen waarin het menselijk DNA is opgedeeld.

Het bevat slechts 1,6 tot 1,8 procent van al het DNA, maar is tegelijk een van de chromosomen die het rijkst is bedeeld met genen - de 'actieve' stukken van het DNA die de genetische code bevatten voor de aanmaak van eiwitten.

De 33,4 miljoen baseparen op de lange arm van chromosoom 22 - de korte arm is niet in kaart gebracht, omdat daar voor zover bekend geen genen op liggen - bevatten volgens de onderzoekers zeker 545 genen. Al 247 daarvan waren eerder geïdentificeerd. 150 Genen lijken in meerdere of mindere mate op andere bekende genen van de mens of andere diersoorten, en 148 zijn 'voorspelde' genen, geïdentificeerd doordat ze op een of andere wijze tot expressie komen.

Daarnaast vonden de onderzoekers 134 'pseudogenen', lijkend op echte genen, maar niet 'afleesbaar' omdat het 'leesraam' is verstoord. In totaal zou chromosoom 22 een duizendtal genen kunnen bevatten, zo wordt geschat. De gevonden genen blijken nogal in grootte te variëren; het kleinste gen telt niet meer dan duizend DNA-bouwstenen, het grootste (niet toevallig Large genoemd) telt er 583 duizend.

Op basis van de vondst van in totaal 679 genen op de lange arm van chromosoom 22 berekenen de onderzoekers dat het totale menselijk DNA 61 duizend genen telt. Gegeven het feit dat het chromosoom zo rijk aan genen is, zou het totaal echter nog wel lager kunnen uitvallen, ergens rond de 45 duizend. Schattingen die aanzienlijk lager zijn dan de tot dusver circulerende getallen van 80- tot 100 duizend of zelfs ruim 140 duizend genen.

Interessanter dan deze getallen is de vraag wat de genen op chromosoom 22 precies doen, meer in het bijzonder welke van de ruim vijfhonderd nu geïdentificeerde genen betrokken zijn bij erfelijke ziekten van de mens. Het werk om dat uit te zoeken moet nog grotendeels beginnen.

In hun artikel geven de chromosoom 22-onderzoekers slechts een summiere aanduiding van de functie van bepaalde geïdentificeerde genen.

Uit eerder genetisch onderzoek, onder meer onder families met een erfelijke ziekte, is bekend dat chromosoom 22 ten minste 32 'ziektegenen' telt, die ofwel de oorzaak van een ziekte zijn, dan wel bijdragen aan een verhoogde vatbaarheid voor een ziekte, of die juist bescherming bieden tegen een aandoening.

Een voorbeeld is het bcr-gen, dat in verband staat met een bepaalde vorm van bloedkanker: chronische myeloïde leukemie. Bcr staat voor breakpoint cluster region: een 'breuk' in het chromosoom op de plek van dit gen leidt tot het ontstaan van deze vorm van leukemie.

Een ander voorbeeld is het zogeheten kattenoog-syndroom, dat berust op de aanwezigheid van een extra brokstukje DNA op chromosoom 22 (partiële trisomie), en dat zich uit in aangeboren hartafwijkingen en geestelijke handicaps. Het omgekeerde - verlies van een stukje DNA - geldt voor het DiGeorge-syndroom en enkele andere aangeboren afwijkingen.

Chromosoom 22 is ook interessant voor onderzoekers van psychiatrische stoornissen als schizofrenie en autisme. Ergens op de lange arm van het chromosoom liggen genen die geassocieerd zijn met een bepaalde vorm van schizofrenie. Maar de kartering van het totale chromosoom heeft er nog niet toe geleid dat deze genen zijn geïdentificeerd. Ze vallen in de groep waarvan de functie nog niet is opgehelderd.

D E NAGENOEG volledige kartering van chromosoom 22 is de eerste stap in de voltooiing van het 'boek van het menselijk DNA', het 'eerste complete hoofdstuk', aldus de Amerikaanse geneticus Francis Collins, die vanuit de National Institutes of Health van de Verenigde Staten betrokken is bij het Humane Genome Project.

Dit project, dat eind jaren tachtig begon, zal naar verwachting in het voorjaar van 2002 kunnen worden afgesloten. Al het menselijk DNA, drie miljard baseparen, zal dan in grote computerbestanden zijn opgeslagen en voor iedere biologisch of medisch onderzoeker vrij toegankelijk zijn. Komend voorjaar al verwachten de betrokken onderzoekers een eerste ruwe schets van het menselijk genoom gereed te hebben.

Maar eigenlijk begint dan pas het echte werk. Zoals de Britse biochemicus Peter Little deze week in Nature opmerkt: 'Binnen drie jaar zullen we alle tweehonderd- tot driehonderdduizend eiwitten kennen waaruit wij als mens zijn opgebouwd. In deze nieuwe eiwit-wereld zullen de verklaringsmodellen voor biologische systemen dermate complex gaan worden, dat maar weinig biologen daar goed mee om kunnen gaan.'

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.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden