Het iele Y-chromosoom blijft leven

‘Het Y-chromosoom rot weg.’ Dat idee duikt regelmatig op, maar het klopt niet. Het Y-chromosoom verloor een boel genen in één klap – daarna werd het rustig.

Sander Voormolen

Zo, dit is de genadeklap voor de theorie van het wegrottende Y-chromosoom! Dat zegt de Amerikaanse geneticus David Page, directeur van het Whitehead Institute in Cambridge bij Boston uitdagend in een persbericht. Page en zijn team lieten gisteren in Nature zien dat het menselijke Y-chromosoom in de laatste 25 miljoenen jaar nauwelijks genen heeft verloren. De onderzoekers vergeleken de menselijke Y met die van chimps en resusapen. Op een functioneel belangrijk gedeelte van het Y-chromosoom heeft de mens heeft 19 genen, de chimp 14 en de resusaap 20.

Alleen mannen hebben naast een X-chromosoom een Y-chromosoom (het bevat cruciale informatie voor de aanleg van zaadballen en zaadcelvorming); vrouwen hebben twee X-chromosomen. De geslachtschromosomen ontstonden vroeg in de evolutie van de zoogdieren, 160 miljoen jaar geleden. Op dat moment waren de X-en Y-chromosomen grotendeels gelijk aan elkaar. Uitgaande van het X-chromosoom nu moeten ze ieder ongeveer 1.000 genen hebben gehad. Omdat de genen op het Y-chromosoom kennelijk zo snel eroderen, in het functionele gebied van zo’n 600 naar 19, hebben genetici onder wie de Australische Jennifer Marshall Graves in 2002 al het einde van het Y-chromosoom voorspeld. Als het verval van genen in hetzelfde tempo door zou gaan zou er over 4,6 miljoen jaar geen Y meer over zijn, berekende zij.

Jennifer Hughes, eerste auteur en onderzoeker in de groep van Page, legt per e-mail uit waarom haar baas in het persbericht zo fel is: „Wij denken dat het idee dat het Y-chromosoom verdwijnt geen enkele wetenschappelijke onderbouwing heeft, en desondanks blijft het maar weer opduiken in de wetenschappelijke literatuur en de populaire pers.” Volgens Hughes heeft haar team nu empirische gegevens aangeleverd dat het Y-chromosoom al minstens 25 miljoen jaar stabiel is en waarschijnlijk nog veel langer. „Dit is een belangrijke aanwijzing dat Y nergens heen gaat”, zegt Hughes.

De Rotterdamse ontwikkelingsbioloog Anton Grootegoed van het Erasmus Medisch Centrum, die expert is op het gebied van geslachtschromosomen, ziet de strijd tussen ‘de twee Jennifers’ geamuseerd aan. „Het idee van de lineaire erosie slaat nergens op, dat heb ik altijd al gevonden. Nu laten Page en zijn groep goed zien dat het meest dramatische verlies aan genen al heel vroeg na het ontstaan van het XY-paar moet hebben plaatsgevonden. Daarna veranderde het Y-chromosoom verschrikkelijk weinig, zelfs niet als je het bekijkt over 25 miljoen jaar, zoals zij nu gedaan hebben.”

Dat is overtuigend, vindt Grootegoed, maar hij verbaast zich erover dat de Amerikanen zich vooral om het aantal genen bekommeren, en minder om de structuur van het chromosoom, die dramatisch verschilt tussen de primaten. Volgens hem zit het evolutionaire bestaansrecht van het Y-chromosoom niet uitsluitend in de genen die erop liggen, maar ook in de structuur ervan. Grootegoed: „Dat zorgt mogelijk voor een goede samenwerking met het X-chromosoom bij de vorming van zaadcellen. Het Y-chromosoom is nog steeds onmisbaar en zal dus niet zomaar verdwijnen.”

Marshall Graves zegt nog niet overtuigd te zijn door het onderzoek van Hughes. Als kopieën van de resterende 19 genen op het Y-chromosoom verhuizen naar de andere chromosomen, dan zouden mannen het Y-chromosoom niet langer nodig hebben en zou het verdwijnen, redeneert Marshall Graves. Binnen de zoogdieren zijn daar al voorbeelden van, zoals Japanse stekelratten en een woelmuis uit de Kaukasus.

Om precies te begrijpen wat het belang van Y is, moeten de Y-chromosomen van meer zoogdieren in kaart gebracht worden. Hughes is bezig met muis, rat, klauwaapje en rund, gekozen vanwege hun plek in de evolutionaire stamboom en hun belang voor biomedisch onderzoek.

Het bepalen van de DNA-volgorde van Y-chromosomen is geen sinecure, aangezien het wemelt van de identieke zichzelf herhalende stukjes. Daardoor is de zogeheten shotgun-methode niet geschikt – daarbij knipt men het DNA in willekeurige korte stukjes die later als een gigantische puzzel door de computer in de juiste volgorde gelegd. Hughes: „We moeten met Y op de arbeidsintensieve, ouderwetse manier te werk gaan: stukje voor stukje.”

    • Sander Voormolen