Jaarboek no. 89. 2010/2011 - Koninklijke Maatschappij voor ...

Natuurkundige voordrachten I Nieuwe reeks 89
Genetica en genoomonderzoek naar veroudering
44
Spiegeltje spiegeltje aan de wand, wie
leeft het langst in Nederland?
Zoals gezegd worden de huidige verschillen in
levensduur bij de mens voor een kwart erfelijk
bepaald en voor driekwart door factoren als voeding,
gedrag, hygiëne en medische behandeling. In
sommige families blijkt het bereiken van een hoge
leeftijd echter meer erfelijk bepaald. 4 Bij het LUMC
Lang Leven-onderzoek werden ongeveer 500 paren
broers en zussen (‘siblings’) met een leeftijd boven
de 90 jaar gevraagd deel te nemen aan onderzoek,
inclusief hun kinderen én de partners van die kinderen.
In totaal gaat het om 3500 mensen. De kinderen
van de hoogbejaarden bleken langer te leven dan
hun partner 5 en ze hebben op middelbare leeftijd
minder kans op hart- en vaatziekten, ouderdomsdiabetes
en een hoge bloeddruk, 6 terwijl ze niet per
se gezonder leven dan hun partner. Het bleek dat de
langlevende families over het algemeen een gunstig
vet- en glucosemetabolisme hebben en dat de
weefsels gevoelig blijven voor de werking van insuline.
7, 8, 9 Bij andere mensen, zoals de partners van de
kinderen, veranderen deze factoren met de leeftijd,
meestal in ongunstige zin.
Het genetisch materiaal van deze families wordt
nauwkeurig onderzocht. Miljoenen kleine verschillen
in hun DNA worden bekeken, zoals bijvoorbeeld
ook gebeurt bij forensisch onderzoek. We willen
leren welke genen het gezond oud worden vanaf
de middelbare leeftijd stimuleren. Dit is wellicht een
goed moment om iets van de basis van de humane
genetica uit te leggen. 1
Intermezzo: Hoe werkt het menselijk
genoom?
Het menselijk lichaam is opgebouwd uit ongeveer
1014 lichaamscellen. Het erfelijk materiaal van de
mens, het humane genoom, ligt beschermd opgeslagen
in de kern van die cellen. Daar is het materiaal
georganiseerd in samengestelde moleculen die we
chromosomen noemen. In elke lichaamscel hebben
we 22 verschillende chromosomen die we 1 tot en
met 22 hebben genummerd en twee chromosomen,
X en Y, die het geslacht van de persoon bepalen. De
vrouw heeft twee X-chromosomen en de man een X
en Y chromosoom. Van elk chromosoom zijn er twee
exemplaren in een kern aanwezig, waarbij er één van
de vader en één van de moeder afkomstig is. Als cellen
delen is er een moment waarop de chromosomen
zich strekken en je hen onder de microscoop kunt
zien als losse draadjes wol. Op alle andere momenten
lijken chromosomen meer op een kluwen wol die
voortdurend van vorm verandert door alle activiteit
die in de chromosomen plaatsvindt. Als je de kluwen
zou uitrollen, zou je ontdekken dat het erfelijk
materiaal, het DNA, bestaat uit twee strengen die
om elkaar zijn gevlochten. Die strengen zijn opgebouwd
uit vier bouwstenen, alsof het kralen in vier
kleuren zijn; bij elke kleur hoort een letter. Je hebt
A(denosine), G(uanosine), C(ytosine) en T(hymine).
Als we alle chromosomen in een cel uitrollen en op
een rij leggen zien we een DNA streng van ongeveer
een meter lang die drie miljard bouwstenen bevat.
In de volgorde van die bouwstenen (‘de letters’) ligt
de erfelijke informatie besloten. Het is een code en
bevat dus allerlei boodschappen. Terwijl het DNA
veilig in de kern bewaard wordt, is het de bedoeling
dat de code omgezet wordt in de aanmaak van
eiwitten die buiten de kern in het hele lichaam hun
functies verrichten. Een gen in het DNA is een fragment
uit de code die de boodschap bevat voor de
aanmaak van een of meerdere eiwitten.
De genetische code wordt op verschillende manieren
afgelezen. Eerst ontstaat een enkelstrengs RNAmolecuul,
dat een kopie is van het DNA-molecuul in
een cel. Het RNA wordt weer vertaald om verschillende
eiwitten aan te maken. Gek genoeg wordt
slechts twee procent van ons DNA als gen gebruikt en
vertaald in eiwitten. Veertig procent van die eiwitten
lijkt sterk op die van eenvoudige organismen
zoals wormen. Wat ons van een worm onderscheidt,
is vooral de dynamiek waarmee de genen in ons
genoom op veel verschillende manieren worden
afgelezen en vertaald. Het monnikenwerk van de
20ste eeuw was het uitpluizen van de volgorde van
bouwstenen in het humane genoom en het herkennen
van genen. Op het grootste chromosoom, nummer
1, liggen de meeste genen (ongeveer 3000),
terwijl op het Y chromosoom, het kleinste, maar
230 genen liggen. Rond een gen zijn er veel aanwij-