‘My beautiful genome’ (boek)

Over chromosomen, DNA en genen

Ons lichaam is opgebouwd uit ongeveer 100.000 miljard cellen. In elke celkern komen 22 paren ‘gewone’ chromosomen voor. Bij elk paar is het ene chromosoom van je moeder afkomstig en het andere van je vader. Daarnaast heb je nog één paar geslachtschromosomen. Bij een vrouw bestaan deze uit twee X-chromosomen en bij een man uit een X- en een Y-chromosoom. Chromosomen zijn een soort strengen van desoxyribo-nucleïne-zuur, kortweg DNA.

DNA werd al in 1869 ontdekt door de Zwitserse biochemicus Johann Friedrich Miescher. Bijna een eeuw later – in 1953 – stelden James Watson en Francis Crick de chemische structuur van DNA vast. DNA heeft de vorm van een zogeheten ‘dubbele helix’; twee strengen van nucleotiden die spiraalsgewijs tegenover elkaar liggen. Deze twee strengen zijn met elkaar verbonden door ‘basenparen’. Op deze basenparen liggen vier universele bouwstenen van DNA die in vaste paren voorkomen:
• Guanine (G) en Cytosine (C) die met elkaar zijn verbonden door drie waterstofbruggen;
• Adenine (A) en Thymine (T) die met elkaar zijn verbonden door twee waterstofbruggen.
Een gen is een combinatie van G, C, A en T basen, waarin erfelijke eigenschappen besloten liggen. Zo heb je verschillende genen die de kans op een bepaalde ziekte of karaktereigenschap herbergen.

Met de term ‘genoom’ verwijzen we naar de complete genetische samenstelling van een organisme. Zeg maar je DNA-profiel. Ondanks dat 98% van ons genoom overeenkomt met die van chimpansees en voor 60% met een muis, heeft ieder mens een uniek genoom. Zelfs eeneiige tweelingen hebben elk een uniek DNA-profiel.

Grote onderzoeksprojecten

In 1990 startte het Human Genome Project, bedoeld om het menselijk genoom in kaart te brengen. Bij de start dacht men er 15 jaar voor nodig te hebben, maar al in 2001 was het menselijk genoom op hoofdlijnen in kaart gebracht. Aanvankelijk dacht men dat een mens over ongeveer 100.000 genen zou beschikken; in 2001 schatte men dat dit er waarschijnlijk ‘maar’ 20.000 of 30.000 zijn. Na dit project richtte onderzoek zich onder meer op verschillen tussen rassen en op gen-mutaties.

In 2005 startte het Genographic Project. Hierin staat ‘deep ancestry’ centraal. Door van heel veel mensen DNA-profielen te verzamelen, kan worden vastgesteld waar iemands ‘roots’ liggen. Omdat veel Amerikanen van Afrikaanse afkomst zijn, zijn er DNA-profielen verzameld van mensen uit verschillende landen in Afrika. Zo kwam Oprah Winfrey er in 2005 achter dat haar voorouders Zoeloes waren en uit Zuid-Afrika kwamen. Dat wetende, trok ze het lot van die bevolkingsgroep aan en liet zij daar meisjesscholen bouwen. Later bleek dat er in haar geval een verkeerde conclusie was getrokken. Uit een her-test bleek namelijk dat zij afstamde van de Kpelle-stam in Liberia.

‘Deep ancestry’ onderzoek kan zeer complex zijn. Als je tien generaties terug in de tijd gaat, tel je namelijk 1.024 (!) voorouders. Vooral Amerikanen zijn geïnteresseerd in hun ‘roots’. Lone Frank drukt dat heel mooi uit met de stelling dat “In the US all Americans are hyphenated”. Een Amerikaan is immers African-American, Cuban-American, Chinese-American etc. Ten aanzien van Afro-Americans is bijvoorbeeld vastgesteld dat bij 35% het Y-chromosoom van blanke mannen afkomstig is; waarschijnlijk slaveneigenaren. Uiteraard kunnen dit soort uitkomsten tot emotionele discussies leiden. Maar ook kunnen er aan deep ancestry onderzoek positieve kanten zitten. Het aantonen van genetische verbanden tussen volken – bijvoorbeeld Joden en Palestijnen – zou volgens Frank de vrede tussen die volken kunnen vergemakkelijken.

De invloed van genen op ons ‘gedrag’

DNA stuurt proteïnen in ons lichaam aan. Deze zorgen voor onze ‘biochemistry’ en de communicatie in en tussen cellen, en met organen. Je kunt een genetische aanleg hebben voor angst, obesitas, depressiviteit, agressie, autisme, malaria, huidkanker, tuberculose, seksuele verlangens, seksuele voorkeur, borstkanker, neurotisch gedrag, crimineel gedrag, religiositeit, empathie, compulsief verzamelen, schizofrenie, ‘thrill-seeking’, stemgedrag (waaronder wel of niet stemmen), etc. De invloed van genen kan echter aanzienlijk verschillen. Bij schizofrenie schat men dat in 80% van de gevallen er sprake is van genetische aanleg; empathie wordt daarentegen maar voor 30 à 50% verklaard door erfelijke factoren. Genen zijn dus niet allesbepalend.

Een andere reden waarom een genetische aanleg zich niet hoeft te manifesteren, is dat het kan worden beïnvloed door omgevingsfactoren. Stel dat je een genetische aanleg voor melanomia (huidkanker) hebt. In Spanje schijnt de zon meer en feller dan in IJsland. Voor Spanjaarden met dit gen is de kans op melanomia daardoor drie keer zo hoog dan gemiddeld. En bij IJslanders speelt deze genetische aanleg nauwelijks of geen rol van betekenis.

Maar andersom kan het ook werken. Als iemand bijvoorbeeld geen genetische aanleg voor longkanker heeft, wil dit niet zeggen dat hij of zij deze vorm van kanker nooit kan krijgen. Excessief roken kan de kans op longkanker immers sterk vergroten. Met andere woorden: als je weet dat je voor longkanker geen genetische aanleg hebt, betekent dit niet dat je op dit vlak een ‘genetic free ride’ hebt en er maar op ‘los kunt roken’. Als je ergens een genetische aanleg voor hebt, vergroot het dus de kans op het daarbij horende ‘risico’. En als je die genetische aanleg niet hebt, verkleint het de kans op dat ‘risico’. Belangrijk om te realiseren is dat het altijd om een kans gaat, en dat omgevingsfactoren daarin een rol kunnen spelen.

Rol van omgevingsfactoren

De Amerikaanse psychiater Kenneth Kendler zijn interesse is met name gelegen in de interactie tussen erfelijke aanleg en omgevingsfactoren. Hij besloot daarom geen onderzoek meer te doen naar schizofrenie, omdat omgevingsfactoren daar te weinig een rol in kunnen spelen. Kendler verlegde daarom zijn onderzoeksfocus naar depressiviteit. Depressiviteit wordt sterk beïnvloed door omgevingsfactoren zoals scheiding en dood, en manifesteert zich sterker bij vrouwen dan bij mannen.

Bij verschillende vormen van erfelijke aanleg kunnen andere omgevingsfactoren een rol spelen. Voor longkanker gelden bijvoorbeeld andere omgevingsfactoren dan voor huidkanker. Een bizarre case die de rol van omgevingsfactoren duidelijk maakt, is het verhaal van James H. Fallon (foto). Fallon is hoogleraar psychiatrie en menselijk gedrag aan de University of California, Irvine. Hij verwierf internationale bekendheid met zijn onderzoek naar psychopathie en dan met name naar de genetische aanleg daarvoor. Toevalligerwijze kwam hij er in 2006 echter achter dat hij zelf ook een genetische aanleg voor psychopathie heeft.

Maar waarom was Fallon zelf dan niet een psychopaat geworden die met moord en doodslag door het leven ging? Zijn conclusie is dat zijn vroege omgeving een afremmende werking op zijn genetische aanleg heeft gehad. Door zijn opvoeding in een ‘warm nest’, waarin hij een positieve hechtingsstijl ontwikkelde, is hij ‘goed terechtgekomen’. Zijn opvoeding zorgde er dus voor dat zijn genetische aanleg voor psychopathie niet tot extreem gedrag heeft geleid. Fallon classificeert zichzelf als ‘pro-social psychopathic’; een pro-sociale psychopaat dus. Dit neemt niet weg dat hij bepaalde gedragingen met ‘gewone’ psychopaten deelt. Zo kan hij uiterst risicovol en narcistisch gedrag vertonen, en manipulatief zijn.

Het laten vaststellen van je genetisch profiel

Door je genetisch profiel vast te laten stellen, kom je er achter waarvoor je wel en geen genetische aanleg hebt. Inzicht in dit genetisch profiel kan echter als een ‘zwaard van Damocles’ boven je hoofd hangen. Als je immers weet dat je aanleg voor depressiviteit hebt, en dit heeft zich nog niet gemanifesteerd, kan dit als een selffulfilling prophecy gaan werken. De kunst is dus om positief met dit soort informatie om te gaan en ‘omgevingen te kiezen’ die niet in je nadeel werken. Kenneth Kendler hierover: “As we go through life, we actively create our own environment through the way we interact with people. And the quality of this environment, in turn, affects our psychological state.”

Kendler stelt dat hoe ouder we worden, des te moeilijker het wordt om onze omgeving ‘uit te zoeken’. Het is dus van belang dat je al op jonge leeftijd weet hoe je eigen DNA-profiel eruitziet zodat je daar je leven op kunt inrichten. Maar met sommige genetische informatie kun je ook weinig. Bijvoorbeeld als je weet dat je een genetische aanleg voor krullend haar hebt, of dat het eten van asperges de geur van je urine beïnvloedt (ook dit is dus erfelijk bepaald).

Verbanden liggen niet altijd voor de hand

Een ander voorbeeld van de interactie tussen erfelijke aanleg en omgevingsfactoren is die van meisjes die op relatief jonge leeftijd geslachtsrijp zijn. Onderzoeken tonen aan dat dit slecht kan uitpakken voor meisjes die in gemengde klassen zitten. Deze meisjes hebben daardoor vaak relatief jong hun eerste seksuele ervaringen, een grotere kans op drugsgebruik en mede daardoor gedurende hun leven meer last van psychische problemen. Bij vergelijkbare meisjes die daarentegen op een meisjesschool hebben gezeten, worden deze negatieve effecten niet gevonden. Ook hier bepaalt de omgeving dus wat de uiteindelijke effecten van een genetische aanleg kunnen zijn.

Soms vergt het enige ‘creativiteit’ om een interactie tussen erfelijke aanleg en omgevingsfactoren te kunnen vaststellen. Kendler is van mening dat zelfs het slachtoffer zijn van geweld deels erfelijk bepaald is. Sommige mensen hebben nu eenmaal een hogere ‘thrill-seeking’ grens dan anderen. Hierdoor zouden zij zich eerder in gevaarlijke situaties begeven. Met als gevolg dat ze zichzelf eerder blootstellen aan mogelijke gevaren, zoals straatroof.

Genpatronen

In onderzoek zijn diverse genpatronen vastgesteld, zoals:
• COMT-gen: het ‘warrier’ (strijder) versus ‘worrior’ (piekeraar) gen. Warriors kennen een hogere pijngrens, kunnen emotionele stress beter aan en zijn gericht op succes en beloning. Worriers daarentegen zijn cognitief nauwkeuriger, beter in geheugentaken, maar kunnen moeilijk omgaan met stress.
• MAOA-gen: het gen dat verantwoordelijk is voor agressief en impulsief gedrag. Bij vrouwen kan dit gen van invloed zijn op depressiviteit.
• BDNF-gen: het gen dat van invloed is op stress.
• SERT-gen: het gen dat van invloed is op psychische kwetsbaarheid en kan leiden tot gevoelens van depressiviteit.

Dat deze genpatronen van grote invloed kunnen zijn op je levensloop, wordt duidelijk door de case van twee Amerikaanse zussen Tichelle en La’Tanya. In hun gezin was de vader niet meer in beeld en hun moeder was alcoholiste. Hun stiefvader had beide zussen al op jonge leeftijd seksueel misbruikt. Hun dramatische jeugd pakte echter heel verschillend uit. Waar Tichelle een succesvol leven opbouwde, was dit bij La’Tayna niet het geval. DNA-onderzoek wees uit dat beide zussen verschilden in hun SERT-gen en dat dit mede kon verklaren waarom La’Tayna bij tijd en wijle last had van depressies, angstaanvallen en vaak moeite had om haar baan te behouden.

SAAF-project

In het kader van het SERT-gen is het SAAF-project nog noemenswaardig. In dit project participeerden 641 Afro-Amerikaanse gezinnen met een elfjarig kind. De kinderen werden allemaal getest op het SERT-gen. Daarna werden de gezinnen ingedeeld in twee groepen. In één groep konden de gezinnen verder hun eigen weg gaan. De andere groep nam deel aan het SAAF-programma; SAAF staat voor ‘Strong African American Families’. In dit programma worden ouders geleerd hoe ze optimaal kunnen participeren in het leven van hun elfjarig kind. En vooral hoe ze de grenzen voor deze kinderen kunnen aangeven. Bij gezinnen die niet participeerden in dit project begonnen kinderen met het SERT-gen al vroeg te roken, gebruikten alcohol en hadden al op jonge leeftijd seks. Bij gezinnen die wél participeerden in het SAAF-project, traden deze effecten in veel mindere mate op. Zelfs bij kinderen die wél over de erfelijke aanleg van het SERT-gen beschikten.

DNA marketing: een genprofiel van je koopgedrag

‘My beautiful genome’ geeft een goed eerste inzicht in de werking van onze genen. Duidelijk is dat bepaalde genetische aanleggen zich soms sterk kunnen manifesteren (zoals schizofrenie), terwijl de invloed van de meeste genen sterk gemodereerd kan worden door de omgeving. De vraag is of genen ook van invloed kunnen zijn op ons koopgedrag. Denk bijvoorbeeld aan merktrouw versus het uitproberen van nieuwe producten, gedrag dat gerelateerd kan zijn aan thrill-seeking. Maar misschien is een hang naar luxemerken ook wel genetisch bepaald. Of juist een voorkeur voor ‘value-for-money’ producten. Sommige mensen hebben de neiging tot over-consumeren en anderen zijn zelfs ‘koopziek’. Dit zijn allemaal aspecten van consumentengedrag die mogelijk erfelijk bepaald zijn. Lone Frank gaat in haar boek ‘My beautiful genome’ niet in op een DNA-profiel van het koopgedrag. Nieuw onderzoek zal daar meer inzicht in moeten verschaffen.

DNA Marketing zou best wel eens ‘the next big thing’ in ons vakgebied kunnen zijn!

Referentie(s)
Frank, L. (2011), Video ‘Genetic me’ (playing time 52:02). Produced by The Four Letter Revolution, Copenhagen.
Frank, L. (2011), My beautiful genome; exposing our genetic future, one quirk at a time. Oneworld Publications, London, U.K.
Guardian, The (2014): How I discovered I have the brain of a psychopath.