Dit is een artikel uit het NRC-archief

Milieu en natuur

Ecco homo

The Nature Genome Directory. Bijlage bij Nature van 28 september. Nature is een wetenschappelijk weekblad, uitgeverij Macmillan Magazines, London. Abonnementsprijs voor individuen $ 145,-. Voor bibliotheken en instellingen $ 495,-.

De eerste atlas van onszelf, noemt Nature de bijlage die deze week onder de titel The Genome Directory met het reguliere nummer wordt meegestuurd. De atlas van 400 pagina's bevat de plattegrond van driekwart van het menselijk DNA. Het weergegeven detail verschilt per chromosoom en niet alle weergegeven informatie is even betrouwbaar, waarschuwen de samenstellers. Het resterende kwart is nog werkelijk terra incognita. Maar dat zal niet lang meer duren, want de genetische Cooks, Amundsons en Humbolds reizen met ongekende snelheid over de chromosomen en laten steeds minder te raden over. In de atlas is allereerst de precieze of globale ligging op de chromosomen van 30.000 genen te vinden. Van de meeste van die genen zijn stukjes van de DNA-volgorde bepaald, maar de functie van het gen is veelal nog onbekend. Het betekent dat er nu informatie is over de bijna de helft van de waarschijnlijk 80.000 genen waaruit het menselijk genoom bestaat. Het genoom is de verzameling van alle genen die bij de mens verspreid op 23 chromosomen in 3 miljard baseparen DNA ligt opgeslagen. Behalve de ligging van de genen is in de atlas ook veel technische informatie weergegeven. Wat voor politie, brandweer en wegwerkers de op- en afritten en de kilometer- en hectometerpaaltjes zijn om een plaats op de snelweg te vinden, zijn voor de genetici de genetische markers waarmee plaatsen op chromosomen zijn gelokaliseerd. Er worden steeds meer van deze markers bekend. De atlas is het voorlopige resultaat van het Human Genome Project, de internationaal georganiseerde wetenschappelijke inspanning om alle genen van de mens in kaart te brengen. Op het moment van verschijnen is de atlas alweer verouderd. Vrijwel dagelijks worden er nieuwe genen gevonden en volgorden gepubliceerd. De actuele toestand is steeds op het World Wibe Web te vinden. Maar informatie op papier behoudt een functie, zo hoopt de Nature-redactie, en The Genome Directory hoort op iedere laboratoriumzaal rond te slingeren om als inspiratiebron te dienen. Het Human Genome Project is een van de weinige grootschalige wetenschappelijke programnma's die vóór lopen op de planning. Het doel - de hele DNA-volgorde van het menselijk genoom bepalen - schuift bijna ieder jaar een jaar naar voren. Als dat zo doorgaat is het werk in 2000 af. De tijdswinst is niet alleen ontstaan doordat meer mensen het belang van het project inzagen en op een rijdende trein sprongen. Er wordt vooral sneller gewerkt doordat het laboratoriumwerk steeds meer aan robotachtige machines wordt overgelaten. Ook de onderweg te bereiken doelen zijn verlegd. Was het streven aanvankelijk om de volgorde van al het DNA vast te stellen, beginnend bij het eerste basepaar van een chromosoom en ettelijke miljoenen baseparen later eindigend bij het laatste basepaar van dat chromosoom. Het zou betekenen dat ruim 95% van de inspanning aan junk DNA, het DNA dat niet voor een eiwit codeert, zou worden besteed. Omdat de belangstelling vooral uitgaat naar de genen, de stukken DNA die een eiwit coderen, is de inspanning nu vooral daarop gericht. De genen worden selectief opgespoord door uit menselijke cellen messenger RNA (mRNA) te isoleren. Dat bevat RNA-kopieën van alle genen die op het moment waarop de cel werd gedood codeerden voor een eiwit. Door hetzelfde te doen met levercellen, niercellen, huidcellen, hersencellen, darmcellen en door cellen te nemen van embryo's in verschillende ontwikkelingsstadia, kinderen en volwassenen is het op gegeven moment vrijwel zeker dat er mRNA beschikbaar is van alle genen die in enige levensfase en op enige plaats in het lichaam coderen voor eiwit. Enzymen kunnen van mRNA weer DNA maken. Dit complementair DNA (cDNA) kan weer binden aan het gen op het DNA waarop het mRNA oorspronkelijk was gemaakt. Als vooraf aan het cDNA een herkenbaar moleculair vlaggetje wordt vastgezet kan het betrokken gen op een chromosoom worden gelokaliseerd. Deze methode vormt de basis voor het gebruik van EST's, afkorting van expressed sequence tags. EST's zijn korte stukjes van het cDNA. Craig Ventor en 84 mede-auteurs van het Institute for Genome Research in het Amerikaanse Maryland beschrijven in de Genome Directory 88.000 van die EST's. Soms horen twee of drie van die EST's bij één gen. Met die 88.000 EST's zijn daardoor ruim 25.000 genen opgespoord. Gecoördineerd door het Institute for Genome Research zijn de volgordes bepaald van de 88.000 EST's, die afkomstig waren van 37 menselijke weefsels in verschillende stadia van ontwikkeling. Hun beschrijving van de volgorden beslaat ruim 170 Nature-pagina's. Met de EST-methode is het aantal gedentificeerde genen binnen een jaar tijd verzesvoudigd. Vorig jaar was de ligging van 5.000 genen bekend. Nu zijn het er dankzij de EST's al ruim 30.000. De EST's leveren brokstukjes DNA-volgorde van genen waarvan de functie meestal nog niet eens bekend is. Er ligt nu een groot terrein braak voor de fysiologen die moeten uitzoeken wat al die genen doen. Het genetisch onderzoek zelf wordt binnenkort routine, de aandacht zal zich weer verplaatsen naar de rol van de gevonden genen in de fysiologie.