Sciencepalooza

Vechten voor een langer leven

Een aantal decennia geleden hoopte men dat met het bepalen van de DNA-volgorde van ons genoom de genetica haar ultieme doel zou bereiken. Met de blauwdruk van ons bestaan zouden we kunnen voorspellen hoe oud we worden en welke erfelijke ziekten we krijgen. In 2003 werd bekend dat ons complete genoom uit 23.000 genen bestaat, terwijl er op grond van de diversiteit van alle celfuncties en celtypen in ons lichaam een aantal rond de honderdduizend werd verwacht.
Dat dit relatief kleine aantal genen verantwoordelijk kan zijn voor het functioneren van het lichaam, ons uiterlijk en gedrag, is gedeeltelijk te verklaren door de regulatie van hun activiteit. Maar hoe en wanneer genen actief worden is tot nog toe grotendeels onduidelijk. Alleen de genen in kaart brengen leerde ons dus niet alles. De epigenetica bestudeert de veranderingen aan het DNA die activiteit reguleren. Het interessante van epigenetische veranderingen is dat ze niet-permanent zijn, dit in tegenstelling tot mutaties in het DNA die van blijvende aard zijn.
Een belangrijke vraag is hoe de regulatie van ons genoom wordt beïnvloed door externe factoren. Immers, niet iedereen met een genvariant die geassocieerd wordt met schizofrenie zal ooit een psychose beleven. Mishandeling of drugsgebruik kan de kans op een psychose vergroten, en er zijn aanwijzingen dat deze externe factoren tot epigenetische verandering in hersencellen kunnen leiden. Bepaald gedrag kan daardoor tot gevolg hebben dat mensen met dezelfde genetische aanleg voor een bepaalde aandoening niet dezelfde kans hebben om deze ook daadwerkelijk te ontwikkelen.
Danny Reinberg, professor in de biochemie aan New York University onderzoekt de wisselwerking tussen gedrag, genetica en omgevingsfactoren. Hiervoor gebruikt hij mieren. De doorsnee mierenkolonie wordt bewoond door een enkele koningin, mannetjes en honderden werkmieren. Al deze kolonieleden hebben hetzelfde genoom, maar een uiterlijk en gedrag dat specifiek is voor de sociale klasse waartoe ze behoren. Zo kan de koningin van een mierenkolonie wel tien keer ouder worden dan de werkers en vijfhonderd keer ouder dan mannetjes, terwijl ze dezelfde genetische blauwdruk heeft. Door DNA-activiteit van mieren uit verschillende klassen met elkaar te vergelijken wilde Reinberg te weten komen of deze verschillen ook terug te vinden zijn op het niveau van genregulatie. Dit bleek inderdaad het geval. De koningin vertoont bijvoorbeeld veel hogere activiteit van het gen voor telomerase, dat geassocieerd wordt met een langer leven. Het specifieke uiterlijk en de levensduur van een mier kunnen dus deels verklaard worden door activiteit van DNA.
Wanneer de koningin van een H. saltator-kolonie sterft, barsten er gevechten los tussen vrouwtjes om de troon over te nemen. De onderzoekers vroegen zich vervolgens af of deze gevechten genactiviteit kunnen beïnvloeden. Hiervoor keken ze naar de epigenetische regulatie van de winnaar van een gevecht, en dus de nieuwe koningin. De voormalige onderdaan bleek door de overwinning epigenetische veranderingen te vertonen waardoor ze op genoomniveau daadwerkelijk in een koningin veranderde. Ze werd genetisch van adel, zeg maar. Ze begon eitjes te leggen, en ook bij haar ging de activiteit van het telomerase-gen omhoog en daarmee werd haar een langer leven op een presenteerblaadje aangereikt.
Hoe het allemaal precies werkt is nog verre van duidelijk, in ieder geval verschaft kennis van epigenetica essentieel inzicht in de werking van het genoom. Het is helaas niet bekend hoe troonopvolging in ons koningshuis epigenetica beïnvloedt en of een langere levensduur voor Willem-Alexander in het verschiet ligt.