Home

Apengenomics

De mens is sterk verwant aan de gorilla en de chimpansee en dat blijkt ook uit ons erfelijk materiaal. Sommige apensoorten kunnen, net als de mens, een koortslip, tuberculose en lepra krijgen. Toch bestaan er ziektes die mensen kunnen krijgen, terwijl die bij onze naaste verwanten zelden of nooit voorkomen. Zo kunnen chimpansees besmet worden met HIV, maar ontwikkelen ze bijna nooit AIDS. Onderzoek naar het DNA van de chimpansee zou ons kunnen vertellen hoe dat komt.


Is de mens een aap?
Veel mensen denken dat we afstammen van de apen. Dat klopt niet helemaal. De waarheid ligt iets genuanceerder. De mens en bepaalde hoogontwikkelde apensoorten behoren tot de superfamilie Hominoidea. Deze superfamilie bestaat, naast de mens, uit gibbons, orang-oetans, gorilla's, bonobo's en chimpansees. Deze apen worden ook wel mensapen genoemd. De mens en de mensapen hebben hoogstwaarschijnlijk één gezamenlijke voorouder. Er was dus ooit een aapachtige die door de evolutie in verschillende soorten - de mens en de mensapen dus - is veranderd. Overigens is het waarschijnlijk dat alle organismen één gemeenschappelijke voorouder hebben.

Afsplitsen
Zulke enorme veranderingen vinden natuurlijk niet van de ene op de andere dag plaats: er gaan vele miljoenen jaren overheen. Wetenschappers schatten dat zo'n twaalf miljoen jaar geleden de orang-oetan zich heeft afgesplitst van de gemeenschappelijke voorouder van de mens en de mensapen. Zo'n zeven tot acht miljoen jaar geleden deed de gorilla hetzelfde en de chimpansee/bonobo en de mens ontstonden zo'n vijf tot zeven miljoen jaar geleden. Vanaf dat moment zijn de mensachtigen en de chimpansee/bonobo zich gescheiden gaan ontwikkelen. Na die afsplitsing zijn de chimpansee en de bonobo zich 2,5 miljoen jaar geleden tot twee verschillende soorten gaan ontwikkelen.

Verre neven
Chimpansees en mensen hebben dus wel dezelfde voorouder, maar we zijn niet direct uit chimpansees voortgekomen. We zijn dus een soort verre neven en geen achterkleinkinderen van chimpansees. Dankzij deze verwantschap is de chimpansee het dier dat qua erfelijk materiaal het meest op de mens lijkt. Maar ook de andere mensapen blijken genetisch sterk overeen te komen met de mens. Juist hierdoor kunnen ze ons veel leren over waar we vandaan komen en hoe bepaalde ziektes werken.

Darwin

Toen Charles Darwin in 1871 beweerde dat mensen en apen dezelfde voorouders hebben werd hij door veel mensen belachelijk gemaakt. Met de huidige wetenschappelijke kennis lijkt het echter steeds waarschijnlijker dat hij gelijk had. En dan te bedenken dat Darwin zijn bewering deed na alleen maar scherp te observeren, logisch na te denken en zich niet te laten beïnvloeden door de heersende gedachte. Van genen of DNA had men in zijn tijd nog nooit gehoord. Deze illustratie verscheen in 1871 in het tijdschrift Hornet.

Genetische look-a-likes
Het genoom is het volledige erfelijk materiaal van een organisme. Het bestaat uit DNA en dat zit in de celkern. DNA bestaat uit een lange reeks van vier verschillende nucleotides: A, C, G en T. Het in kaart brengen van het genoom houdt in dat onderzoekers achterhalen wat de volgorde van die nucleotiden in het DNA is. Doordat de mens en de chimpansee aan elkaar verwant zijn, is het verschil tussen beide genomen interessant. Op een gegeven moment heeft een grote groep onderzoekers dan ook besloten het genoom van de chimpansee in kaart te gaan brengen. In 2005 was het enorme project afgerond. Een aantal jaar daarvoor was het genoom van de mens al in kaart gebracht. Toen het genoom van de chimpansee bekend was, werd het dan ook meteen vergeleken met dat van de mens. Het bleek dat het erfelijk materiaal van de chimpansee voor ongeveer 97,3 procent overeenkomt met dat van de mens. Het verschil van 2,7 procent zou kunnen verklaren waarom mensen kunnen praten en waarom chimpansees geen AIDS of de ziekte van Alzheimer kunnen krijgen. Een jaar later is het volledige genoom van de resusaap in kaart gebracht. Het bleek voor ongeveer 93 procent overeen te komen met dat van de mens. Meer dan 98 procent komt overeen met het genoom van de chimpansee. De genomen van andere mensapen, waaronder de orang-oetan en de gorilla, zullen binnenkort in kaart zijn gebracht.

Bush

Wie lijkt op wie? President van de VS George W. Bush is door tegenstanders met gevoel voor humor vaak vergeleken met een chimpansee. Maar moet hij dat wel als een belediging opvatten? De mens staat genetisch namelijk dichter bij de chimpansee dan veel mensen denken. Fotos: samenstelling van George W. Bush or Chimpanzee?.

Variatie
Binnen een soort bestaat altijd variatie. Die variatie zorgt ervoor dat het DNA van het ene individu niet precies hetzelfde is als dat van het andere individu. Als dat wel zo zou zijn zou iedereen binnen een soort er vrijwel hetzelfde uitzien. Daarom bestaat er niet zoiets als 'het genoom' van een diersoort. Als een onderzoeker het over 'het genoom' van een diersoort heeft, bedoelt hij daar het 'gemiddelde' genoom van enkele individuen mee. Dat gemiddelde genoom is representatief voor die diersoort. Tussen mensen bestaat ook variatie. De een is lang, de ander kort. De een heeft blond haar, de ander bruin. Die variatie zit ook in een ander punt: sommige mensen worden ziek en andere niet. Daarom is die variatie tussen individuen interessant. Wat kan de variatie in het DNA ons vertellen over waarom die mensen ziek worden?

Vergelijken
Om een beter beeld te krijgen van wat de overeenkomsten en verschillen zijn binnen een soort en tussen soorten moeten de genomen van verschillende individuen van verschillende soorten onder de loep genomen worden. Die kun je vervolgens met elkaar vergelijken. Het menselijk genoom - d.w.z. het gemiddelde genoom van enkele individuen - kun je bijvoorbeeld vergelijken met de genomen van verschillende apensoorten, zoals chimpansees en gorilla's. Je kijkt dan naar de overeenkomsten en verschillen binnen een soort, maar ook tussen aanverwante soorten.

Inzicht in ziektes
Bij de mens komen ziektes voor die bij apen zelden of nooit voorkomen. Behalve de mens zijn alleen bepaalde apensoorten gevoelig voor infecties met bijvoorbeeld het menselijke hepatitis virus (een virus dat leverontsteking en leverkanker kan veroorzaken) en specifieke soorten van de malariaparasiet. Het ontwikkelen en testen van mogelijke vaccins tegen deze ziektes is dus alleen mogelijk bij de mens en die apensoorten. Ook lijken de hersenen van sommige apen sterk op die van de mens, waardoor ze gebruikt kunnen worden voor onderzoek naar bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer of Parkinson.

Chimpansees en AIDS
C
himpansees kunnen wel met HIV (het virus dat bij mensen AIDS kan veroorzaken) besmet worden, maar worden vervolgens vrijwel nooit ziek. Hoe kan dat? Nadat chimpansees met HIV besmet zijn maken speciale cellen van hun afweersysteem antistoffen aan die ervoor zorgen dat het virus onschadelijk wordt gemaakt. Bij mensen wordt het virus door die antistoffen niet onschadelijk gemaakt. Een bepaald type cellen, dat onmisbaar is voor een effectief werkzaam afweersysteem, gaat bij mensen met AIDS kapot. Bij chimpansees gebeurt dat niet. In de besmette chimpansees worden minder virusdeeltjes gemaakt dan bij mensen. Ook hebben chimpansees afweercellen die hard optreden tegen de HIV-besmetting waardoor de levensbedreigende ziekte AIDS niet ontstaat. Vergelijking van het menselijke genoom met dat van de chimpansee zou ons een beter beeld kunnen geven over waarom chimpansees vrijwel nooit AIDS krijgen na besmetting met HIV. En die kennis zou uiteindelijk tot een mogelijk AIDS-medicijn voor mensen kunnen leiden.

Chimpansee

Chimpansees kunnen wel besmet worden met HIV, maar krijgen vervolgens vrijwel nooit AIDS.

Resusapen en AIDS-medicijnen
Resusapen worden veel gebruikt voor het testen van nieuwe medicijnen tegen AIDS. Bij sommige apen komt een virus voor dat sterk lijkt op HIV. Dat virus heet SIV. Resusapen worden, in tegenstelling tot chimpansees, wel ziek na besmetting met SIV. Sterker nog, hun symptomen lijken sterk op die van mensen met AIDS. Hierdoor is de resusaap de meest geschikte diersoort die gebruikt kan worden om nieuwe medicijnen tegen AIDS te testen.

Zoek de verschillen
Er wordt al jaren onderzoek gedaan bij apen om ziektes die bij de mens voorkomen beter te begrijpen. De overeenkomsten en verschillen in de genomen van mensen en apen zal ons meer leren over ziektes bij de mens. Dat kan bijvoorbeeld door te kijken naar het DNA en de afweersystemen van mensen en apen. Onderzoek naar het DNA zal ook licht kunnen werpen op de vraag "wat maakt ons mens?". Met andere woorden: wat zijn de essentiële (genetische) verschillen tussen apen en mensen en hoe komen die tot uiting? Waar ligt de grens tussen aap en mens? Deze vragen vergen echter wellicht ook een meer filosofische benadering. Het is duidelijk niet zo dat met het in kaart brengen van het genoom van enkele primaten dit soort lastige vragen zomaar beantwoord kunnen worden. Het roept meestal juist meer vragen op.

Verder lezen

Rekenen als een aap
Tentoonstelling 'Zo apen zo mensen' in Naturalis
Apenencyclopedie
De evolutie van de mens
Biomedisch Primaten Onderzoek Centrum
Zo werkt DNA sequencen
Wat is hepatitis?
Ziekte van Alzheimer
Parkinson
HIV en AIDS
Wat is AIDS?

Discussiepunt voor in de klas
Interessant dat apen genetisch gezien zo dicht bij de mens staan. Maar staan ze niet té dicht bij de mens? Is onderzoek doen met apen niet ethisch onverantwoord? Kunnen we niet beter lagere organismen gebruiken voor onderzoek naar het hoe en waarom van ziektes?

 

Tom Arends
Masterstudent Biomedical Sciences
Universiteit Leiden