De kip, de dinosaurus en het ei

Prof. dr. ir. Ben Scheres

Wie was er eerder, de kip of het ei? Kun je uit dinosaurus-DNA ooit weer een echte dinosaurus opkweken? Zulke vragen houden Ben Scheres bezig. Als hoogleraar moleculaire genetica in Utrecht onderzoekt hij hoe levende wezens zich ontwikkelen vanuit hun genetische blauwdruk, het DNA.

Hoe bouw je een levend wezen?

Scheres: „In de jaren negentig is de DNA-code van steeds meer soorten ontrafeld. Daarmee leken we de blauwdruk van het leven in handen te krijgen. Het DNA is een programma voor het leven, dachten mensen, en de cel speelt dat programma netjes af, alsof je een cd opzet. Maar zo simpel werkt het niet. De zoektocht naar het bouwplan van het leven begint nu pas echt.

„Een stad als Amsterdam is grotendeels opgebouwd uit baksteen, maar een losse verzameling bakstenen zegt nog niets over de architectuur, het stratenplan, het reilen en zeilen van zo’n stad. Met DNA is het net zo: die DNA-structuur alleen leert ons niets over de constructie van een levend wezen van miljoenen of miljarden cellen uit een enkele cel.”

Waarom kun je geen dinosaurus opkweken uit zijn DNA?

„Als je dat dinosaurus-DNA in een kikkerei stopt, weet de machinerie van de cel daar geen raad mee, het wordt niet herkend. Het is alsof je een cd naar een andere planeet stuurt in de hoop dat ze daar ook cd-spelers bezitten.”

Hoe komt een kip uit zijn ei?

„Zo’n dertigduizend genen in de celkernen van dat ei moeten allemaal exact op de juiste manier en in de juiste volgorde worden afgespeeld, anders valt de informatie voor de kip onmogelijk te begrijpen. Het zou mooi zijn als het eerste stukje DNA codeert voor het puntje van de snavel en het volgende stukje DNA voor het volgende stukje van de snavel, dan nog een paar genen voor de ogen en klaar is kees.

„Maar zo simpel werkt het niet, helaas. Wij mensen denken altijd graag in rechte lijntjes: Stap A veroorzaakt B en die veroorzaakt C. Maar in werkelijkheid blijkt: A veroorzaakt B, maar vervolgens werkt B in op A. Een eiwit activeert bijvoorbeeld een tweede eiwit, dat vervolgens het eerste eiwit remt in zijn activiteit.

„Wisselwerkingen en terugkoppelingen geven de doorslag. Je kunt het DNA niet los zien van zijn omgeving, er plakken allemaal eiwitten aan vast die elk hun eigen invloed uitoefenen op de code. Zo veranderen cellen hun eigen instructies en passen ze aan aan het groeistadium en de omgeving.”

Is dat inzicht nieuw?

„Pas sinds kort kunnen we computermodellen bouwen om de ingewikkelde interacties tussen het DNA en zijn omgeving na te bootsen. Uit je hoofd kun je dat niet meer benaderen, daar wordt het te complex voor.

„Het geheel is meer dan de som der delen. In de onverwachte eigenschappen die dat oplevert, zit het geheim van de ontwikkelingsbiologie.”