Vrijwel dagelijks is DNA wel op een of andere manier in het nieuws. Of het nu om het oplossen van misdrijven gaat of genetische manipulatie van gewassen of hoe het komt dat de ene mens dik wordt en de ander niet. Voor- of tegenstanders van gebruik van gentech discussiëren erover, maar weten we wel waarover we het hebben? Bij KNNV verscheen een informatief, leesbaar en niet al te dik boek over DNA.
Wij zijn in en uit principe geen voorstander van genetische manipulatie. En ook ook al geloven we niet in het bestaan van een Almachtige, de mens moet ook niet voor God willen spelen. Toegegeven, het is verleidelijk. En er zijn vage grenzen, want als het op een wijze geschiedt die in de natuur ook voorkomt? Of toch maar niet?
Het DNA-banket
DNA is de informatieopslag en wordt bij iedere celdeling gekopieerdHet kopiëren van DNA klinkt eenvoudig. Wat we zien is dat het een zeer complexe materie is. Er is immers geen één uniek DNA. Want als dat het geval zou zijn, zou al het leven gelijk zijn. En dat is het niet. En bovendien, als het DNA voor een soort of ras helemaal uniek zou zijn, is het kwetsbaar voor een onvoorziene externe invloed. Dan zou het uitsterven. (Hetgeen overigens soms gebeurt bij bijv. gestekte gewassen zoals bamboe en bananen.) En daarom is dit boek dan ook verschenen.
Het werd de hoogste tijd.
Duidelijk wordt ook dat we – de mens, de wetenschappers – nog lang niet alles weten.
Auteur Ken Kraaijeveld doet in de eerste helft van het boek een goede poging het hele mechanisme rond DNA en het reproduceren ervan uit te leggen. Hij gebruikt de metafoor van een groot banket, het DNA-banket, waarbij obers, lakeien en anderen heen en weer rennen, ieder zijn eigen taak heeft, dingen op de grond vallen, worden opgeruimd, eten wordt geserveerd, lege borden worden weggehaald. Enzovoorts. Een grote chaos, die voor de oplettende waarnemer, goed georganiseerd blijkt te zijn. In de keukens worden recepten bereid, nieuwe recepten (her-)schreven en, tja, daarbij wordt soms wat vergeten, gaat soms non-informatie of rotzooi mee. Waar gewerkt wordt, worden fouten gemaakt. Ook bij het kopiëren van DNA. En soms zijn die fouten helemaal niet zo erg. Hebben ze geen invloed of blijken later juist van pas te komen.
De auteur geeft gelukkig zelf ook te kennen dat het allemaal omvangrijk en complex is: “Ik werk al jaren aan de biologie rond seks, maar ik moet iedere keer weer even mijn geneticaboek erbij pakken om te kijken hoe het ook alweer precies zit.” Dus wij, als lezer, hoeven ook niet meteen alles te onthouden wat hij schrijft. Ook wij kunnen dit boek herlezen.
Huis, tuin en keuken
De ondertitel van het boek luidt: ‘Huis-, Tuin- en Keukenverhalen over DNA’. Na de uitleg in Deel I – Alles leeft dankzij DNA – worden in het tweede deel – Alles kan met DNA – fenomenen uit het allerdaagse leven besproken. Dus bij Tuin bijvoorbeeld het hoe en waarom van dikbilkoeien of bonte kraaien, bij Huis over dikke baby’s en de Volendamse Ziekte, een inteeltafwijking. En bij Keuken gaat het niet om onze keuken in huis en gerechten die we bereiden, maar om genetische technieken in te zetten voor uhm… een beter leven? Hier komt ook CRISPR-cas als methode aan de orde, waarvan de betekenis al in Deel I wordt uitgelegd.
Warm aanbevolen
Voor hen die niet wetenschappelijk onderlegd zijn op het gebied van genetica en DNA, is dit een bijzonder aan te raden boek. Verwacht niet alles onmiddellijk te doorgronden. Ken Kraaijeveld doet zijn best het helder over te brengen en dat lukt, maar misschien niet op de wijze die hij heeft gedacht. In het ‘spel’ rond DNA spelen zeer veel factoren en ‘variabelen’ een rol. Dat heeft allemaal een naam gekregen en de rollen en invloeden worden allemaal uitgelegd. Maar anderhalve bladzijde verder denk je: wat was dat ook alweer? Wat beklijft is dat we, de wetenschap, weliswaar meer en meer ontdekt, maar dat het samenspel, het waarom, nog grotendeels onbekend is. Zie het als het verkeer in een grote stad, waarbij alles, maar dan ook alles een rol speelt: mensen, vervoersmiddelen, wegdek, rails, bruggen, weer, dieren, bananenschillen, enzovoorts. Een ingreep hier kan onvoorziene gevolgen daar hebben. Verkeerskunde bestaat sinds 1963 en nog steeds is het niet optimaal. Wat moeten we dan van genetische wetenschappers denken die met DNA gaan spelen?
Dit boek geeft inzicht, zet aan het denken. Dus een goed boek!
| Titel | Waarom je hond heen fruit hoeft te eten – Huis-, Tuin- en Keukenverhalen over DNA |
| Van | Ken Kraaijeveld |
| Uitgever | KNNV Uitgeverij |
| ISBN | 978 90 501 158 41 |
| Verschenen | juni 2018 |
| Prijs | € 22,95 |
| Verkrijgbaar bij | Alle boekhandels en indien u online wenst te winkelen, raden we deze webwinkel van de uitgever zelf aan. KNNV Uitgeverij moet namelijk ook blijven bestaan. Ze geven veel goede boeken uit. |
De auteur, Ken Kraaijeveld is bioloog en onderzoekt DNA. Tevens ambassadeur van stichting LeveDNA
. In de eerste bladzijden legt hij op zijn wijze uit wat ook in De Dikke Alg staat. Dat sluit mooi aan. Peter Mooij vertelt het iets anders dan in dit boek. En Mooij’s boodschap is niet de uitleg van DNA maar de gevolgen van het verstoken van fossiele brandstof. Maar de oorsprong is het zelfde, het vastleggen van koolstof uit CO2, de oorsprong van het leven.In de woorden van Kraaijeveld gingen bacteriën en archaea op unieke wijze samenwerken: bacteriën trokken in bij archaea. De bacterie zorgde voor de energie, de archaea voor het eten en drinken. De bacterie deelde zich in de archaea en als deze zich deelde, gingen er bacteriën mee.
“Twee miljard jaar later zitten in elk van onze cellen (nazaten van de gastvrije archaea) honderden minicellen met hun eigen pakketje DNA (de nazaten van de bacterie). Mitochondriën heten ze, die minicellen, en ze zijn de energiefabriekjes van onze cellen. Later adopteerde één van deze eukaryoten opnieuw een bacterie. Ditmaal was het een bacterie die koolstof uit de CO2 in de lucht kon halen met behulp van zonlicht. Deze symbiose was de voorouder van de planten.”
Dat bedoelden we: Ook al hebben we het boek van voor naar achter, langzaam en aandachtig gelezen, op het moment van het overschrijven van dit citaat waren we vergeten wat een eukaryoot is. En zo duizelt het in dit boek van de begrippen. Hindert niet, na een keer lezen kunt u het nog een keer lezen 😉
Wat het boek vooral duidelijk maakt is dat er allerlei vormen van “vervuiling” in het DNA zit en dat er bij het kopiëren fouten worden gemaakt. Dat kan tijdens het kopiëren gebeuren, dat kan door parasieten gebeuren. En dat DNA zich door externe omstandigheden kan aanpassen. Oude troep wordt in het DNA ingekapseld, wie weet komt het ooit nog eens van pas.
CRISPR-cas
Een van de wetenschappelijke ontdekkingen van de afgelopen tijd is dat fagen bacteriën aanvallen. Zij hechten zich aan de bacterie en spuiten hun DNA naar binnen. De bacterië kopieert het DNA van de faag mee met zijn eigen DNA. Enfin, de bacterie komt vol fagen en zo vermenigvuldigt de faag zich. Een ware uitvreter.
Aangezien yoghurtbacteriën ook last van fagen hebben, werd daar extra onderzoek naar gedaan. Want yoghurt willen we natuurlijk blijven eten en die bacteriën mogen niet ten onder gaan.
En nu houden we het nog simpeler dan in het boek is uitgelegd: bij het kopiëren van het DNA wordt het faag-DNA door Cas-eiwitten in stukjes geknipt en opgeruimd. Maar die stukjes komen wel in het genoom van de bacterie terecht.
“De bacterie scalpeert de faag en plakt de scalp bij haar verzameling en geeft deze door aan haar nakomelingen. [….] De nakomelingen erven deze herinnering.” En zo kunnen in de toekomst nieuwe aanvallen van gelijke of gelijkende fagen makkelijk worden afgeslagen. Een vorm van inenten.
Cas-eiwitten knippen dus DNA (van de faag). De eigenschappen, het recept, om deze cas-eiwitten te coderen, te maken, liggen in het bacterie DNA opgeslagen.
CRISPR betekent Clustered Regulatory Interspaced Short Palindrome Repeats, simpel gezegd de keten in het DNA. Cas is CRISPR ASsociated protein, een eiwit. Er zijn heel veel verschillende cas-eiwitten.
Sinds 2012 is het duidelijk dat als we – de mens – zelf een stukje DNA (scalp) aan levende organismen meegeven, dit door het cas-ewit wordt verknipt en ingepakt wordt in het DNA.
“Met verschillende varianten van cas kun je stukjes DNA invoegen, geven aan of uitzetten of methylatie en andere veranderingen aanbrengen of verwijderen.”
De landbouwsector, met zijn lange en beladen geschiedenis van pogingen de opbrengsten te verhogen, was er meteen bij. Door simpelweg stukjes DNA weg te knippen, kun je genetische veranderingen veroorzaken zonder DNA van andere organismen in te brengen. Van dat laatste (genetische manipulatie) worden veel consumenten, terecht of onterecht, nogal zenuwachtig.”
Natuurlijke selectie – Toeval is logisch
Alle kennis en enthousiasme van Ken Kraaijeveld ten spijt, dit boek bevestigt ons beeld dat we goed moeten oppassen met het manipuleren van DNA. Ook met CRISPR-cas. Zoals hij zegt:
“DNA is meer dan een lange sliert A’s, T’s, G’s en C’s. Er zitten allerlei toeters en bellen aan.” In de loop van millennia en door natuurlijke selectie samengesteld en als (ooit nog eens) nuttig meegesleept en ingebed.
Ook externe verstoringen passen DNA aan. Zo blijkt dat kinderen die tijdens de hongerwinter van de Tweede Wereldoorlog verwekt zijn cholesterolproblemen hebben en last van overgewicht. Het moederlichaam heeft honger geconstateerd en het DNA van de vrucht aangepast en voorbereid op een armzalige voedselvoorziening (dus op natuurlijke wijze geïnstrueerd door ons eigen DNA). Deze eigenschap kan daarna nog vele generaties worden doorgegeven.
Moderne kwalen
Tegenwoordig doet steeds meer opgang dat moderne ziekten en aandoeningen het gevolg zijn van gentech en het gebruik van bestrijdingsmiddelen. Een voorbeeld: In The Guardian van 7 augustus 2018 gaat het over glutenvrij. Het aantal mensen dat lijdt aan Coeliakie is veel lager dan het aantal mensen dat zegt last van gluten te hebben, terwijl de mens al 14.000 jaar graan eet. De oorzaak ligt vermoedelijk in een van de twee of allebei:
[1] Er is in de graanteelt gewerkt aan rassen die veel meer gluten bevatten dan voorheen, om het brood luchtiger en sponziger te krijgen – dus we krijgen een hogere dosis gluten.
[2] Vlak voor de graanoogst bespuiten de boeren het gewas nog eens met een pesticide – dat eten we dus mee met ons brood.
In het midden van het boek heeft Kraaijeveld al de link gelegd met Darwin en het ontstaan van de soorten. ‘Toeval is logisch’ heet die paragraaf. Natuurlijke selectie, kan je ook zeggen. Plat gezegd: een soort met een genetische afwijking, een afwijking in het DNA, kon ergens niet overleven of juist wel overleven. Waarbij het begrip ‘afwijking’ dus betrekkelijk is, want als dat DNA zich vermenigvuldigt is het normaal.
Ons lichaam is door de eeuwen, millennia heen, voorbereid op het eten van voedsel met een bepaalde moleculaire (DNA) structuur. Als hier onherkenbare dingen tussen zitten zal de ene mens afweerreacties (ziekteverschijnselen) vertonen en de andere, de minder gevoelige, niet. Dat wordt al gezegd van gehomogeniseerd melk, waarbij de deeltjes zo klein zijn gemaakt, dat het lichaam ze niet meer herkent. Die mensen reageren allergisch op industriemelk. Maar velen kunnen wel rauwmelkse producten verdragen.
Kraaijeveld refereert in ‘Je bent wat je eet’ ook aan het drinken van (dierlijke) melk. Chinezen, Aziaten, worden er ziek van. Bij ons is een gen kapot.
“Je vindt dat [een bak cornflakes met melk] lekker omdat je een T in plaats van een C hebt op positie 13910 in het MCM6-gen.”
Tegenwoordig hebben we uitgebreide medische zorg, vaart de farmaceutische industrie wel bij de kwalen, maar vroeger zou een deel van de mens die niet met de vreemde invloeden kon omgaan, sterven. De inheemse bevolking van de Nieuwe Wereld is gedecimeerd, toen de conquistadores daar kwamen. Hun lichamen, hun DNA, was niet voorbereid op onze ziekten.
Dus wij kunnen dan met de CRISPR-cas methode wel een gen aanpassen, een dikbilkoe maken, een phytophthora-resistente aardappel, noem maar op. Misschien kunnen we een plastic soep-slurpende bacterie maken. Maar wat is het effect van het manipuleren van dat ene gen op de hele keten?
Wij zijn allemaal Afrikanen
Voor degenen die moeite hebben met de immigranten in ons land: Kop op, wij zijn allemaal Afrikanen. Onze voorouders kwamen uit Afrika. Ze verspreidden zich langzaam over de wereld – natuurlijk eerst het Midden-Oosten. In Europa kwamen ze de Neanderthalers tegen en in Siberië de Denisovans.
Beide soorten mens bestaan niet meer, maar hun DNA huist nog wel in ons.
“Ongeveer 8 procent van het DNA van de hedendaagse Papoea’s komt van Denisovans. Afrikanen hebben dit allemaal niet. Dit is alleen te verklaren als het uit Afrika vertrokken deel van onze voorouders het zo af en toe deden met die anderen. Uit liefde of hardhandige lust, dat vertelt het DNA dan weer niet.”
De gunstige stukjes DNA van de Neanderthalers hebben wij in ons, zoals immuunreacties tegen ziekteverwekkers en een voor vetopslag. Die laatste gen veroorzaakt ook diabetes type-2. Dat dan weer wel.
Oftewel, met CRISPR-cas kan een gen worden gemutileerd, maar het kan ook een ander effect hebben, denken we dan.
Oh ja, waarom de hond geen fruit hoeft te eten? Koop het boek en sla pagina 76 op 🙂
Varkens genetisch modificeren, om maar eens een voorbeeld van CRISPR-cas9 te noemen: lees dit