Vroege-vogelsyndroom veroorzaakt door mutatie in gen van biologische klok

Dauwtrappers op de fiets. Het 'vroege-vogelsyndroom' is dominant overerfbaar. FOTO AP People cross the River Ganges at dusk in Allahabad, India, Thursday, Nov. 30, 2006. The sacred Hindu pilgrimage of Kumbh Mela, said to be the largest religious gathering in the world, will be held from Jan. 3- Feb. 26, 2007 in Allahabad. (AP Photo/Rajesh Kumar Singh) Associated Press

Mensen met een mutatie in Period2, een gen dat onze inwendige klok aanpast aan het licht, hebben een extreem vroeg dagritme. Ze worden al rond drie, vier uur ’s ochtends wakker en vallen meteen na het avondeten in slaap. Het gaat hier om een betrekkelijk zeldzame, extreme variant op de bekende ochtendmens. Nu is uitgezocht hoe dit familial advanced sleep phase syndrome (FASPS) precies ontstaat.

Een paar jaar geleden is al ontdekt dat een gemuteerd Period2-gen een eiwitje vormt met één enkel gewijzigd aminozuur. Daarin zit dan een glycine in plaats van een serine. Eén afwijkende kopie van het gen bleek al voldoende om FASPS te verwekken. Dit ‘vroege-vogelsyndroom’ is dus een dominant erfelijke aandoening. Overigens hebben niet alle families met FASPS de Per2-mutatie. Ook nemen de slaapproblemen door FASPS met de jaren toe. Blijkbaar kunnen jonge mensen de gevolgen van de mutatie nog enigszins compenseren.

Medewerkers van de University of California hebben het menselijke Period2-gen nu ingebouwd bij muizen om te achterhalen wat er precies gebeurt (Cell, 11 januari). Het gen blijkt bij die diertjes precies zo te werken als bij de mens. Ook zij waren extreem matineus en vielen daarna weer vroeg in slaap. Het verwisselde aminozuur bleek bij de muizen de binding van een fosfaat aan het eiwit onmogelijk te maken. Dat blokkeerde een hele cascade van chemische reacties. Uiteindelijk verloor het eiwit PER2 daardoor het vermogen zijn eigen aanmaak te stimuleren. De concentratie van het eiwit daalde daardoor onder een kritische drempel voor het actief houden van de zenuwcellen van de inwendige klok. De hele slaapcyclus verschoof wat.

De Amerikanen wisten ook een soort ‘nacht’-muizen te creëren door in het PER2-eiwit het aminozuur aspartaat in te bouwen. Dat bindt juist extra fosforgroepen. Het hele dagelijkse ritme verschoof daardoor naar later.

Het feit dat de concentratie PER2 zo essentieel is voor het synchroniseren van de inwendige klok kan volgens de Amerikaanse wetenschappers uiteindelijk leiden tot een revolutionaire aanpak van de slaapproblemen bij mensen die in ploegen werken en bij jetlag. Daarbij moet wel aangetekend dat het nu onderzochte eiwit zelf ook maar weer een schakeltje is in een groter geheel en ongetwijfeld niet op zijn eentje de inwendige klok stuurt. Bart Meijer van Putten