De omgeving kan flink rommelen met uw genen

Eeneiige tweelingen beginnen hun leven met dezelfde genen. Toch kan de één een erfelijke kwaal krijgen en de ander niet....

Door Ben van Raaij

Genetici zijn dol op eeneiige tweelingen. Niet omdat ze zo op elkaar lijken, maar omdat ze zozeer kunnen verschillen. Soms krijgt de één een erfelijk bepaalde ziekte, zoals schizofrenie, terwijl de ander kerngezond blijft. En naarmate eeneiiige tweelingen ouder worden, gaan ze vaak ook uiterlijk meer van elkaar verschillen.

Dat is gek, want eeneiige tweelingen hebben exact hetzelfde genetisch materiaal, ze zijn immers voortgekomen uit één embryo dat zich in pril stadium heeft gesplitst. Ze zouden geen erfelijk bepaalde verschillen moeten vertonen.

Iets anders moet deze verschillen dus veroorzaken. Onderzoekers denken al langer dat dit te maken kan hebben met verschillen in omgevingsfactoren, zoals levensstijl. Die zouden tot bepaalde chemische veranderingen in het dna kunnen leiden en zo tot ziekte.

In een deze week verschenen artikel in het Amerikaanse tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences wordt op basis van een internationaal tweelingenonderzoek nu voor het eerst aangetoond dat dit inderdaad het geval is. Eeneiige tweelingen groeien genetisch uiteen naarmate ze ouder worden. En omgevingsfactoren spelen daarbij een grote rol.

Het is niet de genetische code zelf die verandert, maar de epigenetica, de manier waarop de genen aan of uit worden gezet door chemische veranderingen in het genoom, legt dr. Manel Esteller telefonisch vanuit Madrid uit. Esteller, hoofdauteur van het P NAS-artikel, werkt bij het Spaanse kankerinstituut, het Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas.

Histonen

Twee chemische processen zijn bij genexpressie van belang. Het ene is 'methylisering'. Rond genen bevinden zich methylgroepen, die genen kunnen afsluiten. Plaatselijk meer methyl leidt tot gen-inactiviteit, minder juist tot activiteit.

Daarnaast is er 'acetylisering'. De histonen, de eiwitten waar het dna omheen gewikkeld is en die het aflezen van genen vergemakkelijken, bevatten dan plaatselijk meer acetylgroepen dan normaal. Meer acetyl maakt het gen actief, minder brengt het tot zwijgen.

'Zie het als chemische aan-uit schakelaars, net zoals bij elektriciteit', zegt Esteller, die het voorbeeld geeft van de bekende borstkankergenen. Die bieden in normale condities bescherming tegen tumorgroei, maar staan in kankercellen uit door methylisering.

Voor hun onderzoek analyseerden Esteller en zijn collega's het dna en de histonen van veertig paren eeneiige tweelingen in Spanje, Denemarken, Groot-Brittannië en Zweden, in leeftijd variërend van drie tot 74 jaar. Ook onderzochten ze de chemie van bepaalde genen.

Bij ruim eenderde van de tweelingen werden duidelijke biochemische verschillen gevonden. Bij de groep ouder dan 28 jaar vertoonde zelfs 60 procent verschil. Bovendien bleek de variatie in genactivering toe te nemen naarmate tweelingen langer gescheiden hadden geleefd, met andere woorden een andere woonomgeving en leefgewoonten hadden gehad.

Levensstijl

De conclusies zijn duidelijk, zegt Esteller. 'Er zijn epigenetische verschillen tussen eeneiige tweelingen en die nemen toe met de leeftijd. En er is een relatie tussen die epigenetische verschillen en verschillen in milieu en levensstijl, zoals roken, dieetgewoonten, lichaamsbeweging en woonomgeving.'

Externe factoren lijken dus een rol te spelen bij epigenetische veranderingen, die kunnen leiden tot ziekte. Zo werd één man met diabetes gevonden waarbij het betrokken gen 'aan' stond, terwijl zijn broer nergens last van had. Esteller vermoedt overigens dat ook een interne 'verouderingsfactor' meespeelt: epigenetisch veranderingen door foutjes bij celdeling.

Esteller trekt ook bredere conclusies. 'Het lijkt erop dat epigenetica centraal staat in de wisselwerking tussen genetica en omgeving, nature en nurture. Het verheldert waarom de ene mens ziek wordt en de andere niet, maar ook waarom er uiterlijke verschillen zijn. Hoe dezelfde genen tot een ander fenotype kunnen leiden. Het zit hem dus niet alleen in je genen, maar in wat je doet in je leven.'

Epigenetica, lang een weinig serieus genomen onderzoeksgebied, staat nu definitief op de kaart, aldus Esteller. De uiteindelijke ambitie is nieuwe medicijnen te ontwikkelen. In de VS zijn er onlangs al twee goedgekeurd: een medicijn dat de dna-methylisering bij bepaalde soorten leukemie herstelt tot normale waarden, en een dat acetylisering bij patiënten met bepaalde lymfomen kan verbeteren.

Meer over