Hoe dikwijls horen we niet “met Kompany erbij speelt Anderlecht terug volgens hun DNA”. Maar wat bedoelt men met “DNA”? Wel, DNA is eigenlijk de Engelse afkorting van “Deoxyribo Nucleic Acid”, het is de chemische substantie die in elk van onze cellen zit, die ons erfelijk materiaal draagt of codeert en die we doorgeven aan onze nakomelingen. Dat is de reden dat onze zonen en dochters op ons lijken. Het ‘DNA van Anderlecht’ moet hier begrepen worden als een metafoor, maar het is een verkeerde metafoor. Anderlecht speelt misschien het soort voetbal dat vroegere spelers hebben ontwikkeld, maar dit spel werd niet overgeërfd, hooguit nagespeeld. Moesten de spelers van het huidige Anderlecht enkel uit nazaten van Trappeniers, Jurion, Rensenbrink, Mulder, Van Himst en co bestaan, dan zouden ze met het DNA van Anderlecht spelen, maar dit terzijde.
In deze bijdrage(n) wil ik het verhaal van wetenschappers meegeven, dat uiteindelijk geleid heeft tot het bewijs dat DNA inderdaad verantwoordelijk is voor het doorgeven van erfelijke kenmerken of ‘genen’. Het is een verhaal van vallen en opstaan, het verhaal van ongeloof, zelfs van verkettering, van het negeren om dan tot het besef te komen dat die eerste pioniers toch gelijk hadden. Het zijn verhalen die ons gelukkig maken en hoopvol stemmen voor de toekomst. De kans is reëel dat onze kleinkinderen naar hogeschool of universiteit gaan en niet slagen. Niet getreurd of wanhopen, het verhaal van DNA als erfelijk materiaal is geplaveid met zulke verhalen van mensen die faalden en die jaren later als de grote uitvinder verheerlijkt werden. Soms is het zo dat een uitvinding gewoon te vroeg komt. De boodschap is: laat er a.u.b. een paar jaar over gaan vooraleer een oordeel te vellen of uw kleinkinderen genieën of mislukkelingen zijn.
Het verhaal van DNA begint bij Gregor Mendel. Mendel werd in 1822 in het toenmalige Oostenrijk geboren in een boerengezin en kreeg als doopnaam ‘Johann’. Johann veranderde zijn voornaam in Gregor toen hij toetrad tot de Augustijnen (figuur 1), een monniksorde met als hoofddoel les geven. Hij kreeg de kans om aan de universiteit van Wenen te studeren. Maar, Gregor Mendel had psychische problemen en faalde aan de universiteit. Zijn mentor beschreef hem als “iemand met gebrek aan inzicht en de mogelijkheid om zijn gedachten duidelijk te formuleren”. Teruggestuurd naar zijn klooster in Brno zonder diploma werd hij als mislukkeling bestempeld. Hij mocht geen les geven en werd verplicht zich als tuinman ten dienste te stellen van de kloosterorde. Tijdens zijn werken in de tuin besliste hij om eigenschappen van planten op te volgen.
Om onbegrijpelijke redenen, vergeleek hij hoe 7 kenmerken of eigenschappen van erwten (zie figuur 2: de vorm en de kleur van de erwt, de vorm en de kleur van de peul, de kleur van de bloemen, de plaats van de bloemen op de stengel en de lengte van de plant) aan nakomelingen doorgegeven werden. Door kruising, terugkruising en door het aantal van elke eigenschap in de nakomelingen te tellen, kon hij zijn wetten formuleren, gekend als de ‘eerste en tweede wet van Mendel’. Hij had zelfs een uitleg voor zijn bevindingen. Hij veronderstelde dat elk kenmerk bepaald werd door twee ‘deeltjesfactoren’ (hetgeen we nu genen noemen en door YY of yy aangeduid is in figuur 3). Hij voorspelde dat een ouder voor elke eigenschap één en slechts één van zijn twee deeltjesfactoren doorgeeft aan zijn nakomelingen. Bovendien zal elke eigenschap onafhankelijk van de andere eigenschappen overgedragen worden. Mendel publiceerde zijn resultaten in 1866 in het wetenschappelijk tijdschrift ‘Journal of the Brno Natural History Society’, welk beschikbaar was in vele universiteitsbibliotheken. Hij stuurde zijn werk ook naar gerenommeerde wetenschappers, maar zijn experimentele resultaten bleven ongekend en werden totaal genegeerd.
De experimenten van Mendel zijn verbazingwekkend op meerder vlakken. Niemand kon zulke experimenten bedenken, zonder een goed zicht op de finale uitkomst te hebben. Ten eerste, Mendel leefde in een tijd waar iedereen overtuigd was dat nakomelingen een ‘verdunde mengeling’ van eigenschappen van de ouders waren. Vandaar de term ‘halfbloed’ en ‘volbloed’. Zonder enige verwijzing naar racisme, maar iedereen ziet dat nakomelingen van een blanke en een zwarte, een licht bruine huidskleur vertonen. Gregor Mendel moet dus de eerste geweest zijn die gezien heeft dat nakomelingen geen mengeling zijn van de kenmerken van zijn of haar voorouders en dus dat deze theorie verkeerd was. Mogelijk heeft hij zich gerealiseerd dat het geslacht van dieren erfelijk is en niet gemengd overgedragen wordt. Als je het geslacht ‘man’ of ‘vrouw’ als erfelijk overdraagbaar aanvaardt, dan is het duidelijk dat de nakomelingen geen mengelingen zijn, maar ofwel ‘man’ ofwel ‘vrouw’ zijn, dus het ene of het andere kenmerk overnemen van één van de ouders. Ten tweede, Mendel volgde 7 kenmerken in erwten, waarvan we nu weten dat ze op verschillende chromosomen liggen. Het bestaan van chromosomen werd lang nadat Mendel overleden was, in 1903 door Walter Sutton ontdekt door speekselklieren van fruitvliegjes te bestuderen onder de microscoop. Nog veel later heeft men aangetoond dat erwten over 7 paar chromosomen beschikken. Bijgevolg heeft Mendel het maximaal aantal onafhankelijke kenmerken dat men kan bestuderen bij erwten bestudeerd. Indien hij 8 kenmerken had gevolgd dan zouden er 2 kenmerken tezamen overgeërfd worden en zouden zijn wetten niet kloppen. Vanwaar hij die inzichten gehaald heeft blijft om het bij 7 kenmerken te houden en te vertrekken van homozygoten voor zijn kruisingen, blijft een mysterie. Misschien is het de hand van God die hem begeleid heeft. Ofwel is het eerder een gevolg van een menselijke en oneerlijke eigenschap: hij is van meer dan 7 kenmerken vertrokken, maar kon de erfelijkheid van slechts 7 kenmerken verklaren en dan heeft hij de bijkomende onbegrepen kenmerken maar weggemoffeld en verzwegen. We zullen het nooit achterhalen. De bisschop en andere monniken waren niet bepaald enthousiast over de resultaten van Mendel en zijn bewondering voor het werk van Darwin (‘The origin of species’ in 1859) maakte het allemaal nog erger. Deze werken en bij uitbreiding al wat met evolutieleer te maken had, werd door de kerk als des duivels aanzien omdat het diametraal tegenover het scheppingsverhaal van de bijbel stond. Wanneer Mendel in 1884 overleed, hebben de monniken onmiddellijk al zijn documenten verbrand. Zijn naam en werk werden volledig genegeerd en vergeten tot in 1900, toen 3 onderzoekers Hugo de Vries, Carl Correns en Erich von Tschermak, onafhankelijk van elkaar door hun proeven de experimenten van Mendel herontdekten en bevestigden. Later hebben ze moeten toegeven dat zij de artikels van Mendel wel gelezen hadden en dat ze geïnspireerd waren door zijn werk.
Volgende keer zullen we het hebben over (i) Miescher die uit sperma als eerste DNA afzonderde en niet besefte dat dit het biologisch erfelijk materiaal was; over (ii) Griffith die in 1928 aantoonde dat DNA, en niet de eiwitten, het erfelijk materiaal was, maar tot 1952 moest wachten voor zijn theorie algemeen aanvaard werd; en (iii) Watson en Crick die zich in de ogen van hun collega’s met onbelangrijke zaken bezig hielden en als 25 en 37 jarigen, in 1953 de structuur van DNA oplosten voornamelijk door resultaten van anderen te herinterpreteren, waarmee ze een revolutie in de biotechnologie veroorzaakten.
[Een bijdrage van Serge Muyldermans]
Je bijdrage laat ons toe levenslang te leren, Serge. Van harte dank!
Zeer interessant. Dank u. Ik wacht met ongeduld naar het vervolg.