© Copyright Menno Schilthuizen Genetisch wrakhout drijft in de menselijke stamboom Van tijd tot tijd springt DNA over van de mitochondriën naar de chromosomen. Sommige onderzoekers vinden zulke pseudo-genen alleen maar lastig. Maar anderen denken dat ze kunnen helpen bij het achterhalen van de menselijke ontstaansgeschiedenis. MENNO SCHILTHUIZEN (Oorspronkelijk verschenen in De Volkskrant, 6 januari 1996.) Eigenlijk waren Randall Collura en Caro-Beth Stewart van de Universiteit van New York op zoek naar de verwantschap tussen een aantal soorten apen. Ze bekeken het 'cytochroom-b'-gen en gebruikten dat om een stamboom te maken van de onderfamilie waartoe de franjeapen, de langoeren en de neusapen behoren. Behalve hun eigenlijke studieobjecten onderzochten Collura en Stewart een paar mensen en mensapen. En toen vonden ze iets onverwachts. Want in het DNA van Ini, een Sumatraanse orang-oetan uit het Yerkes Regional Primate Center, zaten niet één, maar drie exemplaren van cytochroom-b. Twee hiervan bleken gemuteerd: de genetische code was zodanig door elkaar gehusseld, dat het om dode, niet meer werkzame genen moest gaan. Behalve bij de orang-oetan vonden de onderzoekers hetzelfde 'pseudo-gen' ook bij andere mensapen en bij de mens. Nu is cytochroom-b een nogal bijzonder gen. In tegenstelling tot de meeste genen ligt het namelijk niet op de chromosomen, maar op een klein, cirkelvormig stukje DNA, dat mitochondriaal DNA (mtDNA) heet. Dit mtDNA is te vinden in de mitochondriën, de energiefabriekjes van de cel. In Nature van 30 november vertellen de onderzoekers wat hun vondsten volgens hen te betekenen hebben. Omdat zeker is dat in het mtDNA van mensapen maar één cytochroom-b-gen zit, moeten die andere twee wel ergens anders in de cel te vinden zijn. Collura en Stewart denken nu dat zo'n dertig miljoen jaar geleden een kapot exemplaar van cytochroom-b vanuit de mitochondriën naar de chromosomen is overgesprongen, waar het vervolgens nog eens is verdubbeld en verder gemuteerd. Op zichzelf is dat niet zo heel bijzonder. Het is al meer dan tien jaar bekend dat stukjes mtDNA regelmatig de oversteek wagen. Volgens een artikel in het laatste nummer van het tijdschrift Current Genetics zitten onze chromosomen zelfs vol met zulk genetisch drijfhout. Bij Collura en Stewart wringt de schoen dan ook ergens anders. Omdat pseudo-genen hun functie hebben verloren en dus ongestraft kunnen muteren, zo zeggen ze in hun Nature-artikel, lijken ze bedrieglijk veel op oud en beschadigd DNA. Precies liet soort DNA dat de laatste jaren wordt gevonden in miljoenen jaren oude botten en barnsteen. Om hun waarschuwing kracht bij te zetten voelen de twee Amerikanen de 'dino-DNA claim' nog eens aan de tand. Eind 1994 beweerden namelijk paleontologen van de Brigham Young Universiteit in Utah, dat ze DNA hadden geïsoleerd uit dinosauriërbotten. Ook hier ging het om het cytochroom-b-gen. De vondst werd met de nodige scepsis begroet en in de loop van het afgelopen jaar is dan ook vast komen te staan dat het zogenaamde dino-DNA eigenlijk van een mens afkomstig was, vermoedelijk van een van de paleontologen zelf. Maar wat de sceptici nooit helemaal konden verklaren was waarom het dinoDNA er zo authentiek oud uitzag. Het zat namelijk vol met allerlei kleine foutjes, die maakten dat het eigenlijk niet van een werkend, menselijk cytochroom-gen afkomstig kon zijn. Deze laatste strohalm van de Utah-paleontologcn is nu door Collura en Stewart weggesneden. Ze vergeleken de structuur van het dino-DNA met hun eigen gegevens over (mens)ape-cytochroom-b. Het resultaat: het dino-DNA blijkt inderdaad een stukje van het door hen ontdekte pseudo-gen te zijn. Dus vandaar al die gekke mutaties. Een tweede waarschuwing van Collura en Stewart is gericht aan onderzoekers die, net als zijzelf, mtDNA gebruiken voor het maken van evolutiestambomen. Bijvoorbeeld de onderzoekers die zich bezighouden met de Zwarte Eva-hypothese, de theorie die zegt dat de moderne mens tweehonderdduizend jaar geleden uit een kleine groep Afrikaanse voorouders is ontstaan. Want als je niet zeker weet of je kijkt naar het echte (mitochondriale) gen of naar een gemuteerd pseudo-gen, zo vragen Collura en Stewart zich af, hoe betrouwbaar is zo'n stamboom dan nog? Een paar bladzijden verderop in hetzelfde Nature-nummer kaatst een viertal Zwarte Eva-onderzoekers de bal terug. Hans Zischler en zijn collega's van de Universiteit van München hebben juist een handige toepassing voor een pseudogen gevonden. Het grote probleem bij het maken van DNA-stambomen was namelijk altijd het ontbreken van 'fossielen': wetenschappers kunnen wel zien hoe genen er vandaag de dag uitzien, maar naar hun structuur van een half miljoen jaar geleden kunnen ze alleen maar raden. En het zou juist zo prettig zijn om die structuur te kennen, omdat dan valt af te leiden van welke groepen mensen het DNA nog het meest lijkt op de oorspronkelijke situatie. Die groepen moeten dus het eerst zijn ontstaan. Het beste dat de Zwarte Eva-onderzoekers tot nu toe konden doen, was menselijk mtDNA vergelijken met dat van ons evolutionaire zusje, de chimpansee. Maar daar is niet iedereen even gelukkig mee, omdat mtDNA van chimpansees wel erg verschillend is van dat van ons. liet was dan ook nauwelijks nog te zeggen welk menselijk mtDNA meer of minder op dat van de chimpansee leek. Het viertal Duitse onderzoekers heeft daar een slimme oplossing op gevonden. Het ontdekte een pseudo-gen in het menselijk DNA dat ontbreekt in chimpansee- en gorilla-DNA. Dit gen moet dus van de mitochondriën naar de chromosomen zijn gesprongen. nadat mens en mensaap van elkaar zijn afgetakt, zes miljoen jaar geleden. Omdat mutaties in de chromosomen veel langzamer ontstaan dan in het mtDNA, ziet dit pseudo-gen er nog bijna net zo uit als toen het oversprong. Het is dus precies het soort vergelijkingsmateriaal dat tot nu toe altijd ontbrak. 'Een moleculair fossiel', noemen de vier hun vondst dan ook liefkozend. Voor de aardigheid hebben de Duitsers de menselijke stamboom ook nog eens opnieuw opgesteld in het licht van hun fossiele pseudo-gen. Maar dat verandert weinig aan de Zwarte Eva-hypothese. Ook met deze nieuwste gegevens blijft onze wieg in Afrika staan.