Een aantal decennia geleden hoopte men dat met het bepalen van de DNA volgorde van ons genoom de genetica haar ultieme doel zou bereiken. Met de blauwdruk van ons bestaan zouden we kunnen voorspellen hoe oud we worden en welke erfelijke ziekten we krijgen. In 2003 werd bekend dat ons complete genoom uit 23000 genen bestaat, terwijl er op grond van de diversiteit van alle celfuncties en celtypen in ons lichaam een aantal rond de 100.000 werd verwacht.

 

Dat dit relatief kleine aantal genen verantwoordelijk kan zijn voor het functioneren van het lichaam, ons uiterlijk en gedrag, is gedeeltelijk te verklaren door de regulatie van hun activiteit. Maar hoe en wanneer genen actief worden is tot nog toe grotendeels onduidelijk. De epigenetica bestudeert deze mechanismen en richt zich op veranderingen aan het DNA die deze activiteit reguleren. Het interessante van epigenetische veranderingen is dat ze niet-permanent zijn, dit in tegenstelling tot mutaties in het DNA die van blijvende aard zijn.

 

Een belangrijk vraag is hoe de regulatie van ons genoom wordt beïnvloed door externe factoren. Immers, niet iedereen met een genvariant dat geassocieerd wordt met schizofrenie zal ooit een psychose beleven. Mishandeling of druggebruik kan de kans op een psychose vergroten, en er zijn aanwijzingen dat deze externe factoren tot epigenetische verandering in hersencellen kunnen leiden. Bepaald gedrag kan daardoor tot gevolg hebben dat mensen met dezelfde genetische aanleg voor een bepaalde aandoening niet dezelfde kans hebben om deze ook daadwerkelijk te ontwikkelen.

 

Danny Reinberg, professor in de biochemie aan New York University onderzoekt de wisselwerking tussen gedrag, genetica en omgevingsfactoren. Hiervoor gebruikt hij mieren als modelsysteem. De doorsnee mierenkolonie wordt bewoond door een enkele koningin, mannetjes en honderden werkmieren. Al deze kolonieleden hebben hetzelfde genoom, maar een uiterlijk en gedrag dat specifiek is voor de sociale klasse waartoe ze behoren. Zo kan de koningin van een mierenkolonie wel tien keer ouder worden dan de werkers en 500 keer ouder dan mannetjes, terwijl ze dezelfde genetische blauwdruk heeft. Door DNA activiteit van mieren uit verschillende klassen met elkaar te vergelijken wilden de onderzoekers te weten komen of deze verschillen ook terug te vinden zijn op het niveau van genregulatie. Dit bleek inderdaad het geval. De koningin vertoont bijvoorbeeld veel hogere activiteit van het gen voor telomerase, dat geassocieerd wordt met een langer leven. Het specifieke uiterlijk en de levensduur van een mier kan dus deels verklaard worden door activiteit van DNA.

 

Wanneer de koningin van een H. saltator kolonie sterft, barsten er gevechten los tussen vrouwtjes om de troon over te nemen. De onderzoekers vroegen zich vervolgens af of deze gevechten genactiviteit kunnen beïnvloeden. Hiervoor keken ze naar de epigenetische regulatie van de winnaar van een gevecht, en dus de nieuwe koningin. De voormalige onderdaan bleek door de overwinning epigenetische veranderingen te vertonen waardoor ze op genoom niveau daadwerkelijk in een koningin veranderde. Ze begon eitjes te leggen, en ook bij haar ging de activiteit van het telomerase gen omhoog en daarmee werd haar een langer leven op een presenteer blaadje aangereikt.

 

Er blijkt een aantoonbare wisselwerking tussen gedrag, (epi)genetica en uiterlijk – in dit geval levensduur. Hoe het allemaal precies werkt is nog verre van duidelijk, in ieder geval verschaft kennis van epigenetica essentieel inzicht in de werking van het genoom. Het is daarnaast helaas niet bekend hoe troonopvolging in ons koningshuis epigentica beïnvloed en of een langere levensduur voor Willem Alexander in het verschiet ligt.