Het Neanderthalergenoom in zicht

Met de ontrafeling van krap een duizendste deel van het erfelijk materiaal van de Neanderthalers is het bewijs geleverd dat een gedetailleerde vergelijking van het DNA van moderne mens en Neanderthaler mogelijk is.

Nee, nee, er komt géén gekloonde Neanderthaler ineens tussen de mensen rondlopen. Aldus verklaarde de vooraanstaande Finse paleogeneticus Svente Pääbo aflopen week in het tijdschrift New Scientist. Toen leek dat nog een beetje voorbarig, maar vandaag zijn in Nature en (vervroegd) in Science twee artikelen gepubliceerd die het zeer waarschijnlijk maken dat er over een paar jaar, naast de bekende fossielen en werktuigen van Neanderthalers, ten minste een vrij compleet genoom zal zijn: een overzicht van het Neanderthal-DNA. Een geheel nieuwe informatiebron over de menselijke evolutie, via internet toegankelijk voor iedere geïnteresseerde onderzoeker.

Het Neanderthal-genoom? Tot voor kort zou er om gelachen zijn in wetenschappelijke kring. Van het Neanderthaler-DNA waren tot nu toe maar een paar honderd baseparen gereconstrueerd, alleen van het mitochondriaal-DNA. Een lachertje vergeleken bij de waarschijnlijk 3 miljard baseparen van het ‘gewone’ DNA van de 23 chromosomen uit de celkern.

Nieuwe technieken om de basevolgorde in DNA te bepalen, die raad weten met de versnipperde en gedegradeerde DNA-strengetjes uit de tienduizenden jaar oude fossielen, hebben daar verandering in gebracht. Het nu gepubliceerde resultaat is bereikt met 7 milligram van een botmonster. Met in totaal 20 gram moet het kunnen, schrijven de genetici in Nature. Maar tijdens een telefonische persconferentie van het tijdschrift Science verlaagde Pääbo dat naar 2 tot 4 gram. Zo veel technische verbeteringen zijn er al weer sinds het voltooien van het stuk.

De Homo neandertalensis ontstond ongeveer 250.000 jaar geleden en leefde tot 30.000 jaar geleden in Europa en West-Azië. De moderne mens, Homo sapiens, ontstond ongeveer 200.000 jaar geleden in Afrika en verscheen ca. 40.000 jaar geleden voor het eerst in Europa.

Zo’n Neanderthal-kloon vormt een ethisch horrorscenario. Is het een mens, een dier, een ding? Maar om technische redenen is het onmogelijk, aldus Pääbo: een menselijke eicel met geïmplanteerd Neanderthal-DNA zal zich waarschijnlijk niet ontwikkelen. Daarvoor zijn de verschillen weer net te groot. Ook al komt uit de eerste resultaten van de reconstructie van het Neanderthal-DNA een overeenkomst van 99,5 tot 99,9 procent met menselijk DNA.

Het grote geluk van Pääbo, die al sinds 1986 werkt aan stokoud DNA, is dat hij een 38.000 jaar oud Neander-dijbeen (uit de Vindija-grot in Kroatië en naar nu blijkt van een man) vond dat niet ernstig vervuild is door modern menselijk DNA, zoals de zeventig andere Neanderthal-botten die in zijn laboratorium in het Max Planck Instituut in Leipzig zijn getest. Het meeste DNA in de botten blijkt trouwens van bacteriën en planten te zijn, die zich in de afgelopen duizenden jaren tegoed hebben gedaan aan de botten. Neanderthal-DNA wordt onder meer geïdentificeerd door de grote overeenkomst met menselijk DNA én door de typische DNA-degradatie als gevolg van veroudering, waardoor de C’s uit de genetische code relatief vaak omgezet worden in T’s en G’s in A’s. Zonder het menselijke genoom, waarmee al die losse fragmentjes – van gemiddeld maar 52 baseparen lang – kunnen worden vergeleken, zou de hele operatie onmogelijk zijn. De techniek is geoefend met DNA uit de in overvloed gevonden botten van de uitgestorven holenbeer, die leefde in dezelfde tijd, dat kon worden vergeleken met het DNA van de moderne beren.

Het vooral Amerikaanse team dat in Science publiceert, heeft nu 68.000 baseparen van Neanderthal-DNA gereconstrueerd, het vooral Duitse team meldt er in Nature met een iets andere methode maar liefst 1.000.000. Echte genen zitten er nog niet bij, al zei Pääbo op de telefonische persconferentie wel dat hij delen heeft gevonden van genen die coderen voor haargroei en huidskleur, zonder dat het genoeg was om er verder iets over te kunnen zeggen.

Maar er zijn ook al eerste conclusies over mogelijke vermenging tussen Neanderthalers en moderne mensen – altijd een onderwerp van verhitte discussies onder paleontologen. Volgens het Nature-team is er vooral vermenging geweest van mens naar Neanderthaler: mensenmannen dus die Neanderthalvrouwen bevruchtten. Dat leiden ze af aan de relatief hoge overeenkomst met bij mensen voorkomende puntmutaties (SNP’s) op de geanalyseerde stukjes van het Neanderthal-X-chromosoom. De Amerikanen hebben de puntmutaties in hun Neander-DNA weer vergeleken met de puntmutaties in verschillende moderne bevolkingsgroepen over de hele wereld. De Neanderthal-variatie lijkt niet meer op die van Europeanen dan op die van mensen uit andere werelddelen. En dus zal er wel geen genetische invloed van Neanderthalers op mensen zijn geweest, want die zou je toch vooral in Europa verwachten. Maar definitieve conclusies zijn nog ver weg.

Uit de eerste analyses blijkt ook dat de gemeenschappelijke voorouders van Neanderthalers en moderne mensen ergens rond 400.000 jaar geleden (volgens Science) leefden of rond 500.000 jaar geleden (volgens Nature). Dit komt overeen met de indruk die uit de fossielen wordt verkregen.

Ook is berekend dat de variatie in het nu bekende Neander-DNA van dezelfde orde van grootte is als de moderne menselijke. Dat wijst erop dat die voor primaten kleine variatie waarschijnlijk al eerder, met Homo erectus is begonnen. Ze kan zijn ontstaan door schoksgewijze bevolkingsexpansies vanuit kleine groepen.

Met het complete genoom van de Neanderthaler zal het vooral veel gemakkelijker worden om vast te stellen welke nu nog onbekende genen belangrijk zijn geweest bij het ontstaan van de moderne mens. Aangenomen wordt dat het vermogen tot abstract denken (taal, kunst) een van de belangrijkste vernieuwingen van Homo sapiens is waarin deze soort zich onderscheidt van de andere mensachtigen, zoals de Neanderthaler.