Ook dit jaar schrijven we over de beste, leukste en meest opvallende ontdekkingen, gebeurtenissen en andere toevalligheden die het nieuws net wel of helemaal niet haalden in 2009. Veel lees plezier en de auteurs van sciencepalooza wensen alle lezers een fantastisch 2010!

Het is 1 januari 2010. Het Darwin jaar is voorbij. Ik wilde meteen maar van de gelegenheid gebruik maken en het eens hebben over een ander soort genetica, een ander soort evolutie. Want een halve eeuw voordat Darwin zijn “On the Origin of Species” publiceerde, had de Fransman Jean-Baptiste Lamarck al een andere evolutietheorie gelanceerd. De belangrijkste pilaar van zijn theorie was dat eigenschappen opgedaan tijdens het leven doorgegeven kunnen worden aan het nageslacht. Lange tijd werd er maar weinig waarde gehecht aan de ideeën van Lamarck maar dat begint langzaam te veranderen. En dat heeft ook gevolgen voor ons.

Van bijen en muizen
In 2008 publiceerde het tijdschrift Science een prachtige studie in honingbijen. Hieruit bleek dat het verschil tussen de vruchtbare koningin en steriele werksters niet in het DNA zit. Nee, of een honingbij een koningin wordt of het leven moet slijten als een werkster, wordt bepaald door het menu dat een jonge bijenlarve krijgt voorgeschoteld. Eet zij ‘royal jelly’ dan wordt ze een koningin anders wordt ze een werkster.

Jaren eerder had een studie in muizen al laten zien dat voeding grote gevolgen kan hebben. Muizen met een kopie van het agouti gen hebben een verhoogde kans op diabetes en kanker. Normaliter hangt het nageslacht aan wie de kopie wordt doorgegeven, hetzelfde lot boven het hoofd. In 2000, werd duidelijk dat een bepaald dieet vlak voor en tijdens de zwangerschap zorgde voor slank en gezond nageslacht terwijl het agouti gen nog steeds aanwezig was. Kennelijk kan bepaalde voeding, zonder het DNA direct te veranderen, het nageslacht beschermen tegen het desastreuze effect van dit agouti gen.

Honger in de oorlog
In mensen zijn er nu ook aanwijzingen dat invloeden uit de omgeving van vaders en moeders effect kunnen hebben op hun kinderen. Twee voorbeelden. Uit data verzameld in Engeland bleek dat vaders die op heel jonge leeftijd waren begonnen met roken, zonen (maar geen dochters) hadden met een significant hogere Body Mass Index. En vrouwen in Nederland die tijdens de hongerwinter in de Tweede Wereldoorlog in het eerste of tweede trimester van hun zwangerschap zaten, kregen zonen met een verhoogde kans op vetzucht.

Beetje vaag
Hoe kan dat? Dat wat wij roken en eten gevolgen heeft voor onze kinderen, zonder dat het ons DNA verandert? Toen Lamarck 200 jaar geleden met zijn theorie op de proppen kwam, was zijn theorie vrij vaag. Hij leverde geen enkel biologisch mechanisme om zijn ideeën te verklaren. Lamarck’s beroemdste theorie had betrekking op het ontstaan van de lange nek van giraffen. Die nek is zo lang, beweerde hij, omdat giraffen generatie na generatie hun nek hebben moeten uitstrekken om ook de blaadjes te kunnen eten die hoog in de boom zitten. Maar vervolgens ontbrak elke verdere uitleg.

Aan of uit
Tegenwoordig begrijpen we wel hoe eigenschappen die niet direct besloten liggen in het DNA toch kunnen overerven van ouder op kind. Het heeft te maken met de activiteit van het DNA. Die wordt gereguleerd door hoe het is ingepakt. In de kern van cellen is DNA netjes ingepakt. Ten eerste zorgt die inpaktruc ervoor dat DNA in de kern van de cel past. Maar net zo belangrijk is dat de mate van inpakken varieert en de toegankelijkheid van het DNA bepaalt. Het regelt welke genen aan en uitgaan, en wanneer dat precies gebeurt. Het verklaart ook hoe een huidcel en een hartcel, die allebei precies hetzelfde DNA hebben, een heel verschillende functie kunnen uitvoeren: hetzelfde DNA is op een andere manier ingepakt. We noemen dit epigenetica (epi is Grieks voor op of boven).

Netjes inpakken
In 2001 werd het humane genoom gesequenced. Sindsdien weten we dus hoe het DNA van de mens eruit ziet. Nu begint het er op te lijken dat DNA niet het hele verhaal is. De manier waarop het DNA is ingepakt en de activiteit van onze genen is geregeld, is net zo belangrijk voor hoe we eruitzien en door het leven gaan. Nu blijkt bovendien dat we daar zelf grote invloed op hebben: de omgevingsfactoren waaraan wij worden blootgesteld kunnen veranderingen in het inpakmateriaal teweegbrengen. En misschien nog wel belangrijker, deze veranderingen kunnen ook gevolgen hebben voor ons nageslacht.

We zullen het komende decennium heel veel meer te weten zullen komen over hoe wij mensen in elkaar zitten. En dat allemaal dankzij de ideeën van Lamarck, ideeën die hij zelf niet eens begreep.