Y is helemaal niet zo zielig

Het Y-chromosoom lijkt een sneu stukje dna, met steeds minder genen. Toch heeft het zich in de recente evolutie sterk ontwikkeld....

Niets bewijst de stelling dat de man het zwakke geslacht is beter dan zijn geslachtschromosoom. Van alle 46 chromosomen van de mens, de dragers van de erfelijke informatie, is het mannelijke Y-chromosoom het onbeduidendst. Zeker in vergelijking met zijn vrouwelijke tegenhanger, het kloeke X-chromosoom.

Het Y-chromosoom ontstond circa 300 miljoen jaar geleden bij een voorouder van de zoogdieren als een mutatie op een chromosoom dat eerst een seksebepalende rol kreeg en vervolgens zoveel specialisatie onderging, dat het geheel niet meer leek op X. De verdere evolutie van Y bleef lang onduidelijk, omdat alleen bij de mens de dna-volgorde van Y was ontcijferd. De idee is dat Y uiteindelijk steeds meer genen en functies verloor, tot er weinig meer overbleef dan het geslachtsbepalende gen en wat genen voor de spermaproductie.

De Britse geneticus Bryan Sykes betoogde enige jaren geleden dat de mutaties in het Y-chromosoom, dat zonder recombinatie van vader op zoon overerft, zich zelfs zo zouden opstapelen, dat het over 125 duizend jaar ten onder zou gaan, en de man zou ‘uitsterven’.

Zo’n vaart loopt het niet, als we afgaan op een studie in Nature van 14 januari. Daarin vergelijken Amerikaanse en Nederlandse onderzoekers de dna-sequenties van de Y-chromosomen van de mens en zijn naaste levende verwant, de chimpansee. Het is de eerste vergelijking van Y-chromosomen van twee soorten, althans, van hun MSY, het manspecifieke stukje Y.

Palindromen
Conclusie: de MSY’s verschillen radicaal, in structuur en geneninhoud. Het chimpansee-MSY bevat tweemaal zoveel palindromen (gespiegelde stukken dna) als dat van de mens. Het heeft ook eenderde van zijn genen verloren, en van zijn voor eiwitten coderende genen de helft. Terwijl in de rest van het genoom het verschil tussen mens en chimp minder is dan 1 procent.

Dit wijst erop dat het Y-chromosoom zich in de recente evolutie – sinds de laatste gemeenschappelijke voorouder van mens en chimpansee, 6 miljoen jaar geleden – sterk heeft ontwikkeld. Het verhaal van Y is niet alleen een verhaal van genetisch verval, maar ook van grootschalige vernieuwing.

Verrassend, zegt Sjoerd Repping, hoogleraar humane voortplantingsbiologie aan de Universiteit van Amsterdam, hoofd van het fertiliteitslaboratorium van het AMC en een van de auteurs. ‘We dachten altijd dat de evolutie van Y tendeert naar afbraak en uiteindelijk stilstand. De verschillen tussen mens en chimpansee blijken echter enorm. Verbazingwekkend is bovendien dat ze in zo’n korte evolutionaire periode zijn ontstaan.’

Wat is de verklaring voor de enorme divergentie op het Y-chromosoom? Diverse factoren spelen een rol, aldus Repping. MSY is belangrijk bij de spermaproductie. Tijdens de aanmaak van zaadcellen treden er makkelijk mutaties op. Dit wordt versterkt doordat Y geen kopie heeft. Er vindt dus geen ‘meiotische recombinatie’ plaats, een proces dat bij andere chromosomen mutaties corrigeert. Doordat Y integraal wordt doorgegeven aan de volgende generatie, kan een gunstige mutatie in MSY zich in de evolutie heel snel verspreiden, terwijl de rest van het dna daarop meelift. En dan is er nog ‘ectopische recombinatie’ in MSY, foutjes die leiden tot structuurwijzigingen van het chromosoom, in de vorm van duplicaties, inversies en deleties van stukjes dna.

De interessantste hypothese voor de dynamiek op Y is echter het verschil in paargedrag bij mens en chimpansee: de mate van ‘spermacompetitie’. ‘Als getrouwde man hoef je doorgaans niet bang te zijn dat je buurman beter sperma heeft. In een groep chimpansees is dat anders’, zegt Repping. ‘Als een vrouwtje vruchtbaar is, zullen meerdere mannetjes met haar paren en biedt alleen het beste sperma een kans op nageslacht. Bij chimpansees ligt er dus veel meer selectiedruk op het maken van goed sperma. Daarom is hun MSY anders dan dat bij de mens. Het levert blijkbaar het beste zaad op.’

Onvruchtbaarheid
De praktische waarde van onderzoek aan het Y-chromosoom zit natuurlijk vooral in het vruchtbaarheidsonderzoek, zegt Repping. ‘Genetische variaties kunnen leiden tot verschillen in spermaproductie en spermakwaliteit. En dat kan het ontstaan van mannelijke onvruchtbaarheid helpen verklaren. Daarom doen wij als AMC ook aan dit soort studies mee.’

Levert de vergelijking van mens en chimpansee al iets op? ‘Je ziet interessante verschillen. Van het DAZ-gen heeft zowel mens als chimpansee vier kopieën. Dat is blijkbaar noodzakelijk: mannen die minder kopieën hebben van DAZ, zijn verminderd vruchtbaar. Het PRY-gen echter, dat een rol speelt bij apoptose (celdood) en waarschijnlijk een remmend gen is, ontbreekt bij de chimpansee.’

Zulke genetische verschillen hebben in eerste instantie een diagnostische waarde. Maar ze kunnen op termijn wellicht tot behandelingen van mannelijke onvruchtbaarheid leiden, zegt Repping. ‘Gentherapie in de kiembaan is nog te hoog gegrepen, maar je zou bijvoorbeeld bij onvruchtbare mannen dat remmende PRY-gen kunnen inactiveren, wat mogelijk kan leiden tot beter sperma.’

Het is in dit verband ook van belang te kijken hoe andere Y-chromosomen zijn geëvolueerd. Diverse zoogdieren zitten al in de pijplijn, waaronder de orang-oetan, die net als de mens vooral een monogame levenswandel heeft.

Wat is de moraal? Monogamie is slecht voor zaad? Nou nee, lacht Repping. ‘Monogamie maakt zaadkwaliteit wel minder belangrijk. Een man heeft meerdere kansen op bevruchting, zonder bang te hoeven zijn voor de buurman. In het algemeen kun je zeggen: als er weinig spermacompetitie is, gaat de spermakwaliteit achteruit.’

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.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden