Genomics

De wetenschap die genomen bestudeert, aangeduid met de Engelstalige term ‘genomics’, tracht niet alleen om de sequentie van het DNA van een organisme te achterhalen, ze heeft ook als doel de functie van de genen te bestuderen, de structurele organisatie van het genoom te begrijpen, de variatie van het genetisch materiaal binnen populaties te onderzoeken en de gemeenschappelijkheid tussen genomen van diverse organismen uit te pluizen.
 

Veel letters, minder genen

De ontrafeling van elk genoom van een meercellig organisme is zonder twijfel een gigantische wetenschappelijke onderneming. Enkele cijfers maken veel duidelijk. Nemen we als voorbeeld even het menselijk genoom: als we alle 3,1 miljard letters van het menselijk genoom achter elkaar zouden afdrukken, met evenveel letters per pagina als in het Van Dale Groot Woordenboek der Nederlandse Taal, dan kwamen we aan 475 boekdelen. Op elkaar gestapeld een boekentoren van dertig meter hoog.
 
In de jaren '90 namen genetici aan dat een complex organisme als de mens, moest beschikken over ongeveer 100 000 genen. Dat blijkt een schromelijke overschatting. We moeten het stellen met minder dan 25 000 genen. Het onverwacht lage cijfer zet aan tot soortbescheidenheid. Andere, minder complexe organismen doen het met nauwelijks minder genen. De fruitvlieg (Drosophila melanogaster) heeft er 13 000, de spoelworm (Caenorhabdidis elegans) 18 000 en de zandraket (Arabidopsis thaliana) 30 000. Bovendien is het genoom van de mens lang niet het grootste. Talrijke boomsoorten of vissen bijvoorbeeld zeulen een hoeveelheid genetisch materiaal met zich mee dat verscheidene malen groter is dan het menselijk genoom.
 

Geschiedenis van genomics

Het idee om de sequentie van het menselijk genoom – het geheel van genetische informatie dat iemand met zich meedraagt te ontcijferen, dateert van het midden van de jaren ’80. De meningen over dit idee waren verdeeld. Pure megalomanie, vonden sommige onderzoekers. Eindelijk een wetenschapsproject dat evenveel enthousiasme kan opwekken als de Apollo-maanmissies van de jaren ’60 en ’70, meenden andere onderzoekers.
 
Enkele jaren later werd het internationale ‘human genome project’ (HGP) opgericht. De oorspronkelijke doelstelling was de ontcijfering van het menselijk genoom tegen 2007. Het sequentiewerk werd aanvankelijk uitbesteed aan een twintigtal academische laboratoria in de VS, Europa en Japan. Vijf labs leverden uiteindelijk het leeuwendeel van de sequentie aan. Tijdens de sequentiefase kreeg het HGP concurrentie van Celera Genomics met aan het hoofd de flamboyante genoomwetenschapper Craig Venter.
 
Hij voorspelde het menselijk genoom wel te kunnen ontrafelen tegen 2001. Een hevige concurrentiestrijd barstte los. In de diverse HGP-labs werden de mouwen opgestroopt en in juni 2000 presenteerden Craig Venter van Celera en Francis Collins van het HGP broederlijk naast elkaar en in aanwezigheid van toenmalig president Bill Clinton een eerste kladversie van het genoom.
 
“De meest wonderbaarlijke kaart die de mensheid ooit zag”, noemde Clinton die versie. Verdere verfijningen van de kaart volgden in 2001 en 2004.
 
In de slipstream van het menselijk genoom werden eveneens de genomen van andere levende wezens door de sequentiemolen gehaald. De chimpansee, hond, koe, muis, rat, zebravis, … tot zelfs de honingbij en de muskiet hebben hun genoomsequentie inmiddels prijsgegeven. Evenals talrijke planten waaronder de zandraket, tomaat, maïs, rijst, populier etc en duizenden micro-organismen.
 

VIB en Genomics 

VIB-wetenschappers werkten mee aan het ontcijferen van het DNA van ondermeer rijst, tomaat, appel, populier, maar ook van algen en mijten. Dat levert een schat aan informatie over hoe die wezens functioneren. Een andere VIB-onderzoeksgroep heeft bijgedragen tot de bepaling van het DNA van de volledige darmflora van de mens. Dat gaat niet langer over het DNA van één organisme, maar over meer dan duizend verschillende bacteriën en schimmels tegelijkertijd. Uit het onderzoek bleek dat de mensheid uiteen valt in drie darmtypes, opgebouwd uit verschillende gemeenschappen van bacteriën. Deze types darmflora kunnen verklaren waarom mensen verschillend op medicijnen en voedsel reageren. Ze breken voedingsstoffen namelijk anders af.

Het DNA-onderzoek is in de loop van de jaren zo ver geëvolueerd dat het bepalen van het genetisch materiaal van mensen individueel mogelijk is. Ook VIB-wetenschappers gebruiken deze technologie. Dat laat toe om te evolueren naar geneeskunde op maat van groepen van groepen van patiënten. Zo zoeken VIB-wetenschappers naar genetische verschillen die kunnen voorspellen of een bepaalde patiënt zal reageren op een specifieke therapie tegen borstkanker.
 









VIB-onderzoek: