Washington (VS) – Wat ooit werd voorgesteld als het Apolloproject van de biologie, kreeg op maandag 26 juni zijn afwikkeling: de voorstelling van alle menselijke genen. Volgens veel biomedische wetenschappers is de genetische revolutie in de geneeskunde begonnen.


Vandaag kondigden J. Graig Venter en Francis S. Collins gelijktijdig aan dat ze het menselijke genoom hebben ontcijferd. Meteen komt er een einde aan de race om als eerste de menselijke genetische code te kraken. De titanenstrijd werd gevoerd tussen het Amerikaanse biotechbedrijf Celera Genomics, geleid door Craig Venter, en een groep laboratoria, het ‘Human Genome Project’-consortium (HGP), onder leiding van Francis Collins. Het HGP werd voornamelijk gesponsord door de Amerikaanse National Institutes of Health en de Britse Wellcome Trust Foundation.
Beide tenoren geven toe dat het hier in feite gaat om een eerste ‘proefdruk’ van het genoom. Hier en daar zitten er nog spellingsfouten en sommige bladzijden van het genomische boek zijn nog niet geheel leesbaar. Er moet nog een drietal jaren gewerkt worden om alle ontbrekende stukjes aan te vullen en te verbeteren. De hoofdmoot, meer dan 95% en de meest interessante gebieden voor de geneticus, zijn nu bekend. Beide groepen zullen in het najaar hun gegevens publiceren in een toonaangevend wetenschappelijk tijdschrift. Met deze persconferentie komt een einde aan één van de meest prestigieuze wetenschappelijke projecten van de laatste vijftig jaar.
Het menselijke genoom, zeg maar het instructieboek van het biologische leven, is aanwezig in elk van onze meer dan tienduizend miljard cellen. De fysische drager van deze instructies is desoxyribonucleïnezuur of kortweg DNA. Het is een molecule dat bestaat uit slechts vier chemische bouwstenen of basen, die we afkorten met de letters A, T, G en C. De vier basen volgen elkaar op in een eindeloze keten. Zoals de letters in deze tekst woorden, regels en zinnen vormen, vormen de vier letters van het DNA-alfabet instructies of genen. De hoeveelheid opeenvolgende basen in elk menselijk genoom is gigantisch: meer dan drie miljard. Om je even een idee te geven: als je alle letters van het menselijke genoom zou uitschrijven in een formaat vergelijkbaar met de laatste uitgave van ‘Van Dale’s Groot Woordenboek der Nederlandse Taal’, dan krijg je een boek van 290.698 pagina’s (de drie delen van van Dale tellen tezamen ‘amper’ 4295 bladzijden).
Het menselijke genoom is echter niet het eerste volledig ontcijferde genoom. Voorheen was het genoom van een dertigtal bacteriën, evenals dat van bakkersgist (Saccharomyces cerevisiae), het fruitvliegje (Drosophila melanogaster), de nematode (Caenorhabdidis elegans) en de rijstplant (Oryza ativa al gekraakt.

Batterij supercomputers
Mede door de inbreng van het bedrijf Celera, dat zich pas in september 1999 in de strijd naar het menselijke genoom gooide, is de bepaling van de sequentie van het menselijk genoom in een stroomversnelling geraakt. Celera paste vanaf het begin een snellere, maar gedurfde techniek toe, die bekendstaat onder de term ‘shot gun’-sequentiebepaling. Van een gigantische verzameling korte DNA fragmenten bepaalde Celera eerst de sequentie, waarna een batterij supercomputers alle korte stukjes sequentie aan elkaar paste. Celera deed hetzelfde eerder met de sequentie van het fruitvliegje. In plaats van deze ‘bottom up’-techniek, gebruikte het HGP een ‘top down’-benadering. Alvorens van een stukje DNA de sequentie te bepalen, zochten de onderzoekers eerst uit waar zich dat stukje op het genoom bevond. Dit vroeg meer werk, maar de HGP-wetenschappers vonden hun aanpak zekerder.
Ogenschijnlijk komt Celera als overwinnaar uit deze tweestrijd; toch stellen onafhankelijke waarnemers dat Celera het zonder het HGP niet alleen had gerooid. HGP plaatste over de jaren heen al zijn sequentie-informatie op het web, en daarvan heeft Celera dankbaar gebruik gemaakt.
Op de persconferentie waren Venter en Collins het roerend met elkaar eens dat er eigenlijk geen winnaar is omdat de opheldering van het menselijke genoom te belangrijk is om vergald te worden door een ‘ikke-eerst’ broedertwist. Collins zegt dat de ontcijfering geen eindstation is, maar het begin van een nieuwe manier om aan biomedisch onderzoek te doen. Alvorens we echter alle wisselwerkingen tussen genen, genproducten en gen-omgeving ontleed hebben, zitten we vermoedelijk in een volgende eeuw.
Toch levert het menselijke genoom een massa nieuwe informatie op, die ons toelaat om ziekten en aandoeningen beter te leren begrijpen, beter te diagnosticeren en uiteindelijk ook beter te behandelen. Volgens Venter zullen wetenschappers met de sequentie van het menselijke genoom in de hand de weg vrijmaken voor een nieuwe revolutie in de geneeskunde: “de geneesmiddelen die we vandaag gebruiken zullen over vijftig jaar lijken op middeleeuwse anachronismen”, zegt hij. Mihael Polymeropoulos van het bedrijf Novartis zegt dat farmaceutische en biotechnologiebedrijven een groot deel van hun onderzoeksinspanningen nu al toespitsen op genomisch interpretatieonderzoek en dat zal in de toekomst alleen nog toenemen. “De race om het menselijke genoom te ontcijferen, is slechts klein bier in vergelijking met de race om het genoom te begrijpen. De ontcijfering was een lokaal Amerikaans kampioenschap, het genoom begrijpen is zoiets als de Olympische Spelen,” vervolgt Polymeropoulos.
Volgens Gerald Rubin, geneticus aan de Universiteit van California, Berkeley, is het een probleem dat de genetische code slechts in vier letters is geschreven en dat niemand werkelijk begrijpt hoe ze te lezen. Slechts 3% van de drie miljard basenparen in het menselijk genoom coderen ook echt voor genen. De rest van het DNA, ook ‘junk’ genoemd door de ingewijden, heeft niet echt een functie. Omdat de genen en de eiwitten waarvoor ze coderen de sleutel vormen tot nieuwe medische behandelingen, zit er “goud in die drie procent voor wie ze kan opsporen”, zegt Elliot Segal, topfunctionaris bij farmagigant Bristol-Myers Squibb Co in een interview in Newsweek.

'Life-style'-programma
De genen op zich zijn echter niet het enige belangrijke dat we zullen vinden in het DNA. We zullen ook leren waarom we verschillend zijn van elkaar. Ons DNA is voor meer dan 99% identiek en toch zijn we zo verschillend van elkaar. Julia Roberts is mooier dan Margaret Thatcher, maar Thatcher is dan weer intelligenter dan Roberts?
De meeste van de genetische variaties bevinden zich in niet-coderend DNA, ze hebben dan ook weinig of geen effect. We vinden echter ook verschillen in de genen zelf. Een aantal ervan leidt tot een gewijzigd eiwit terwijl andere het expressiepatroon van het eiwit veranderen. Het zijn deze kleine verschillen die ons uniek maken. Nu reeds catalogeerden wetenschappers duizenden variaties in ons DNA en er zullen nog vele duizenden volgen.
Volgens Craig Venter is het in de nabije toekomst zelfs mogelijk je persoonlijke genetische code geheel te kennen. Hij zou perfect passen op een cd bijvoorbeeld. Uit die informatie zal je arts je individuele genetische risico kunnen bepalen voor hart- en vaatziekte, kanker en andere aandoeningen. Vincent Dauciunas van biotechbedrijf Agilent Technologies Inc. vult Venters toekomstvoorspelling enthousiast aan door te betogen dat de arts, op basis van je genetisch patroon, je aangepaste, geïndividualiseerde medicatie zal geven. Je ziekte wordt dan optimaal behandeld, rekeninghoudend met je gevoeligheden voor mogelijke bijwerkingen van het geneesmiddel. Neem je dan ook nog een medische coach onder de arm, die een ‘life-style’-programma aangepast aan je genetische patroon voorschrijft, dan word je makkelijk 120. We vermoeden dat dit laatste een grapje is van Dauciunas.

Peter Raeymaekers