Genetisch onderzoek
toonaangevend in 1999

De belangrijkste wetenschappelijke ontwikkeling van 1999 –althans, in de ogen van het laatste nummer van het toonaangevende tijdschrift Science– is het onderzoek naar menselijke stamcellen. Dat zijn cellen die zich nog in allerlei richtingen kunnen ontwikkelen: tot zenuw-, bloed-, lever- of longcellen. Onderzoekers hopen de stamcellen te kunnen inzetten voor het kweken van weefsels voor transplantatiedoeleinden. Dat betekent hoop voor patiënten met suikerziekte, een dwarslaesie, spierdystrofie of de ziekte van Parkinson. Het onderzoek is omstreden, omdat de wetenschappers embryo's gebruiken voor het kweken van de stamcellen.

In november vorig jaar maakten twee onderzoeksgroepen gelijktijdig bekend dat ze erin geslaagd waren menselijke stamcellen te kweken. Dat heeft een sterke impuls gegeven aan het stamcellenonderzoek.

Het tweede toponderzoek, opnieuw volgens Science, is de ontrafeling van het menselijk chromosoom 22, enkele weken geleden, door een Brits instituut. Nu alle bouwstenen van dit deel van de erfelijke informatie van de mens bekend zijn, verwachten wetenschappers erfelijke ziekten beter te kunnen vaststellen en therapieën ertegen te kunnen ontwikkelen.

Veel minder opvallend, maar wetenschappelijk gezien een prestatie van hetzelfde formaat, is de publicatie van de erfelijke informatie van twee chromosomen van een plantje dat bij onderzoekers erg geliefd is, Arabidopsis thaliana, de zandraket. Het tijdschrift Nature publiceerde eind vorige week de volgorde van 37,1 miljoen basenparen, de bouwstenen van de chromosomen. Ter vergelijking: het in kaart gebrachte menselijke chromosoom 22 telde 33,4 miljoen basenparen. Het verschil is dat chromosoom 22 minder dan 1,5 procent van alle menselijke genen bevat, terwijl op de twee nu bekende chromosomen van Arabidopsis 7781 van de naar schatting 25.000 genen liggen. Daaruit blijkt dat het DNA van Arabidopsis veel dichter bezaaid is met genen dan dat van de mens.

Arabidopsis telt slechts vijf chromosomen, en de wetenschappers verwachten dat voor eind volgend jaar ook van de andere drie chromosomen de basenvolgorde bekend zal zijn. Het onderzoek is in augustus 1996 gestart. De groep die chromosoom 2 beschrijft is die van dr. Craig Venter, de 'genenjager' die hard bezig is om met zijn instituut Celera Genomics (Maryland, Verenigde Staten) het menselijke genoom te ontrafelen. Chromosoom 4 wordt beschreven door dr. Mike Bevan van het John Innes Institute in het Britse Norwich.

Een deel van het nu gepubliceerde werk is verricht in Nederland, bij het Instituut voor Plantenveredelings- en Reproduktieonderzoek (CPRO) in Wageningen.

Arabidopsis is een kruisbloemige en familie van planten zoals mosterd en koolzaad. Het plantje is echter duidelijk kleiner: tot 20 centimeter hoog. Waarom zijn genetici en plantkundigen zo geïnteresseerd in dit 'onkruid'? De plant is genetisch eenvoudig en telt slechts 5 procent van het aantal genen van bijvoorbeeld maïs. De plant stelt weinig eisen aan de verzorging en groeit zowel in de tropen als in de buurt van de poolcirkel. Het is een plant die weinig ruimte in beslag neemt en in korte tijd –binnen twee maanden– duizenden zaden levert. Bovendien is het een zogenaamde modelplant, zoals de muis voor studies aan zoogdieren en de Escherichia coli voor onderzoek naar bacteriën: honderden instituten over de hele wereld werken ermee.

Van de genen die nu gepubliceerd zijn, is een groot aantal geheel nieuw. Toch schat prof. Elliot Meyerowitz, een Arabidopsis-deskundige van het California Institute of Technology, dat van zo'n 60 procent van de genen de functie bekend is, omdat ze ook voorkomen in bacteriën, schimmels of in dieren. Meyerowitz noemt het ook opvallend dat het plantje zo veel genen bevat: 25.000, een kwart van het aantal genen van de mens. Twee dieren waarvan de genetische informatie vrijwel geheel bekend is, de worm Caenorhabditis elegans en het fruitvliegje Drosophila melanogaster, hebben elk rond de 20.000 genen, terwijl deze dieren veel meer celtypes hebben, onder andere voor hun zenuwstelsel en om te bewegen, te kijken en te vliegen.