ZWERFDNA

Stel dat u door de binnenlanden van Nieuw Guinea zwerft. U bereikt dalen waar het stenen tijdperk nog niet voorbij is. De dalen zijn door bergketens van elkaar gescheiden. Ieder dal een eigen cultuur. Er zijn dalen waar kannibalisme vanzelfsprekend is en dalen waarin dit nooit voorkomt.

Er zijn dalen waar homoseksualiteit normaal is, andere waar dit taboe is. Er zijn volken die hun genitaliën uitbundig adverteren; en andere die een Victoriaanse preutsheid prefereren. Na enige maanden bent u danig in de war: al uw vastgeroeste ideeën over de menselijke norm zijn drastisch door elkaar geschud. U begrijpt zelfs niet meer wat mensen bedoelen met tegennatuurlijk. De menselijke natuur blijkt de basis voor een groot aantal radicaal verschillende maatschappijvormen en normenstelsels. Constant is alleen het vertrouwen in eigen gelijk: ieder dal beschouwt zijn eigen maatschappij en normen als de enig mogelijke en zaligmakende. De enige ook die recht doet aan de menselijke aard. Nadat aldus uw eigen normen en waarden aan een intense relativering zijn blootgesteld, trapt u door de jungle trekkend op een leeg pakje Caballero. Hoewel u inmiddels bijna aan alles twijfelt, komt het toch niet in u op dat in dit dal de Papoea's zelfstandig tot de produktie van sigaretten zijn geraakt en deze in Caballeropakjes hebben verpakt. Nee, u bent er zeker van dat iemand uit Nederland u voor is geweest en dat deze rokende viespeuk zijn lege Caballeropakje in het oerwoud heeft achtergelaten. U kunt dat niet absoluut bewijzen, zeker op dat moment niet, maar de discrepantie tussen Caballero plastic en stenen tijdperk is zo evident, dat u er niet aan twijfelt dat het plastic geïmporteerd is. Dat had nooit ter plaatse kunnen ontstaan. Dit moet door horizontale overdracht van Nederland naar Nieuw Guinea in het oerwoud zijn beland.

Ook in de biologie kennen we horizontale overdracht van eigenschappen, al is dat waarschijnlijk zeldzaam. De herkenning is minder eenvoudig dan van het pakje Caballero in het oerwoud, maar berust op hetzelfde principe: bacterie A heeft een stukje DNA, dat bij bacterie B hoort; een worm blijkt een stukje DNA te bevatten, dat verder alleen bij insekten voorkomt. Horizontale overdracht van eigenschappen is zelden van nut voor de ontvanger. Een worm heeft niets aan een vleugelgen en zo'n gen gaat meestal snel verloren. De kans dat zo'n horizontale overdracht wordt ontdekt is verwaarloosbaar. Er zijn echter stukjes DNA, die zich als DNA parasiet gedragen. Die raak je minder makkelijk kwijt. Een DNA parasiet, waarvan de horizontale overdracht nu overtuigend is aangetoond, is een transposon dat naar de veelbetekenende naam mariner (zeeman) luistert. De mariner transposon families komen in zeer verschillende organismen voor onder zeer verschillende namen. Hier houd ik mij bij mariner en neem het knarsetanden van de experts (een geregeld terugkerend achtergrondgeluid bij deze columns) op de koop toe.

Transposons zijn simpele DNA parasieten en mariner is één van de simpelste. Het bevat maar één gen en dat codeert voor een transposase, een enzym dat het transposon uit DNA snijdt en elders in het DNA weer terugzet. Als dat gebeurt tijdens de celdeling, kan een cel ontstaan met een extra kopie van het transposon. Het transposon vermenigvuldigt zich. Hoe die verhuizing van het mariner transposon, de transpositie, in zijn werk gaat, is nu precies bekend. In lange stukken gastheer DNA herkent het mariner transposase precies de beide uiteinden van het mariner transposon en knipt daar het DNA. Dat kan het transposase ook in de reageerbuis en het lijkt er nu op dat het transposase de hele transpositie in zijn eentje uit kan voeren, zonder hulp van gastheer eiwitten. De enige bijdrage van de gastheer is de aanmaak van het transposase, een vrij onspecifiek proces dat in ieder organisme op analoge wijze kan gebeuren. Dit maakt het mariner transposon een vrije vogel, die in principe in ieder gastheerorganisme kan aarden, een ideale basis voor horizontale overdracht van het ene naar het andere organisme. Hoe komt een onderzoeker er toe om horizontale overdracht van transposons te postuleren van het ene insekt naar het andere? Zijn niet al die insekten eens uit een gemeenschappelijke voorvader/moeder ontstaan en zou dat oerinsekt niet al het transposon hebben kunnen bevatten? Dat kan en dat is ook gebeurd, maar omdat de bij en de oorwurm steeds minder op elkaar zijn gaan lijken, sinds ze 265 miljoen jaar geleden uit een gezamenlijke voorouder zijn ontstaan, is ook het verschil tussen het bije-DNA en oorwurm-DNA steeds groter geworden. Met die divergentie tussen gastheer DNAs wordt ook de divergentie tussen het mariner transposon in de bij en in de oorwurm steeds groter. Als er dan een mariner transposon opduikt in een oorwurm, dat als twee druppels lijkt op het bije-transposon, dan moet er iets bijzonders zijn gebeurd. Recente horizontale overdracht tussen bij en oorwurm is dan een plausibele verklaring.

De bewijsvoering voor die overdracht is natuurlijk minder simpel dan bij het pakje Caballero in de jungle van Nieuw Guinea. Weliswaar hebben de Caballero fabrikant en de Papoea ook gemeenschappelijke voorouders, maar de kans dat die voorouders al zulke geraffineerde en dodelijke wapens hadden als sigaretten, is Nul. Dat soort zekerheden zijn echter zelden te verkrijgen in de evolutie biologie. Plausibel, hoogst (on)waarschijnlijk, blijven de termen waarmee in dit vak wordt gewerkt.

Hoe die horizontale overdracht nu precies in zijn werk gaat, staat ook nog niet vast. Hoe wisselen twee insekten, die nooit iets met elkaar van doen hebben, DNA uit? Dat DNA moet dan ook nog in de kiembaan, d.w.z. eicel ofzaadcel, terecht komen. Anders is het geen blijvend onderdeel van het genetisch materiaal van de nieuwe gastheer geworden. Zo'n DNA overdracht naar de kiembaan van een ander organisme is geen eenvoudige opgave. DNA in voedsel wordt met het voedsel afgebroken en dan blijft er ook van transposons niets over. Het DNA moet dus langs andere weg binnenkomen. Daar zouden andere parasieten een rol bij kunnen spelen. Transposons kunnen zich ook in virussen nestelen en van virussen is bekend dat zij wel eens in een andere gastheer terecht kunnen komen. Daarbij zou horizontale overdracht van het marinertransposon plaats kunnen vinden.

Zijn mensen immuun voor de transposons? In menselijk DNA zijn wel resten van transposons aanwezig, maar die transposons springen bijna nooit. Kennelijk zijn ze geïnactiveerd in de loop van de zoogdierevolutie. Transposons die springen, richten nogal wat schade aan in het DNA van hun gastheer. Als zo'n transposon midden in een onmisbaar gastheergen belandt, is de gastheer dood. Een vlieg, die in een kort bestaan duizenden eieren legt, kan best leven met een paar eieren, die niet uitkomen, maar mensapen zouden het niet gered hebben met actief rondspringende transposons. Dieren, die lang leven en weinig nakomelingen krijgen, kunnen alleen bestaan als ze hun transposons onder de duim weten te houden. Toch zijn ook de voorouders van de mens niet gespaard gebleven voor de mariner transposon familie. Met gevoelige technieken zijn de fossiele resten van een mariner transposon ook in ons DNA aan te tonen. Deze mariner is zo dood als een pier en zal nooit meer springen. De mens heeft meer van de Caballero te duchten dan van de reislustige mariner.

    • Piet Borst