clock

Kun je in het DNA van een persoon aflezen hoe oud hij is? Dit is een vraag die wetenschappers al lang bezighoudt. Er werd lang gedacht dat DNA onveranderlijk is: de DNA-volgorde wordt bepaald bij de bevruchting en daarna blijft het de rest van het leven hetzelfde. Maar sinds de jaren ‘70 rijst het bewijs dat onze chromosomen niet zo statisch zijn. Als gevolg van stress, ziektes, veroudering en andere omgevingsinvloeden treden er gedurende het leven veranderingen op, rondom het DNA. Deze aanpassingen leiden weliswaar niet tot een andere DNA-volgorde, maar hebben wel invloed op de activiteit van bepaalde genen. Het vakgebied dat deze aanpassingen rondom het DNA bestudeert heet epigenetica. Dit is te vergelijken met muziek:, zoals Judith laatst beschreef: de noten (het DNA) beschrijven de melodie, maar accenten en andere bijschriften (de epigenetica) bepalen hoe de muziek uiteindelijk klinkt.

Eén van die epigenetische processen is DNA-methylatie, waarbij een soort chemische ‘vlaggetjes’ op bepaalde plekken in het DNA worden geplaatst. Omdat op sommige plekken in het DNA steeds meer methylatie voorkomt bij veroudering, vroeg Steve Horvath, een onderzoeker uit Californië, zich af of de hoeveelheid methylatie andersom ook leeftijd zou kunnen voorspellen. Hij verzamelde gegevens over de methylatiestatus van zo’n 8000 verschillende DNA-sequenties; publiek beschikbare datasets van DNA geïsoleerd uit gezonde menselijke weefsels zoals bloed, hersenen, lever en nieren. Hiernaast gebruikte hij gegevens van 6000 DNA-monsters verkregen uit tumorweefsel. Met behulp van deze gegevens maakte hij een rekenmodel waarmee de leeftijd van een weefsel kon worden voorspeld.

Het bleek dat het model verbazingwekkend nauwkeurig was: met alleen de informatie over DNA-methylatie en het soort weefsel kon het model op enkele jaren precies de leeftijd voorspellen van de persoon waar het weefsel van afkomstig was. Bij het gebruik van DNA van embyro’s of uit gekweekte stamcellen rolde zelfs een negatieve leeftijd uit het model. Horvath’s model is daarmee vele malen nauwkeuriger dan een andere methode die tot nu toe gebruikt werd om op basis van DNA leeftijd te bepalen: het meten van telomeren. Bij iedere celdeling worden de uiteinden van chromosomen, de telomeren, een beetje korter. Met die informatie kon leeftijd geschat worden met een precisie van 53%, die in het niet valt bij de 96% nauwkeurigheid die gegeven wordt met het nieuwe model.

Maar Horvath ontdekte nog meer. Hij zag ook dat de geschatte leeftijd van bepaalde weefsels structureel hoger of lager lag dan de leeftijd van de persoon waar het weefsel van afkomstig was. Borstweefsel van wat oudere vrouwen werd doorgaans 2-3 jaar ‘ouder’ berekend dan de bijbehorende vrouw. Volgens de onderzoeker kan dit een reden zijn dat borstkanker zo vaak voorkomt: oudere weefsels hebben meer kans op kanker, dus weefsels die ouder worden geschat ook. Tumorweefsel werd op basis van DNA-methylatie helemaal stokoud geschat: soms wel 36 jaar hoger dan de leeftijd van het lichaam. Ook omringende weefsels rondom een (borst)tumor leken al flink ouder dan het lichaam zelf.

Horvath heeft zijn rekenmodel vrij toegankelijk gemaakt voor de wetenschappelijke wereld, zodat deze in de toekomst gebruikt kan worden voor verschillende doelen. Bijvoorbeeld in de forensische biologie, om slachtoffers (of daders) van misdrijven te identificeren aan de hand van hun leeftijd, maar ook voor het vroegtijdig diagnosticeren van kanker door de ‘leeftijd’ van weefsels te bepalen. De frisse blik van deze onderzoeker op gepubliceerde gegevens heeft weer laten zien dat ons DNA nog veel geheimen in petto heeft.