We zeulen elke dag een hoop ballast met ons mee. Nieuw onderzoek wijst uit dat meer dan 80 procent van ons DNA geen evolutionair betekenisvolle functie heeft. Dat gaat in tegen recente claims over het zogeheten junk-DNA.

Biologen betogen al twintig jaar dat het gros van het menselijk genoom een bepaalde functie moet hebben. De nieuwe studie wijst echter op het tegendeel: door de manier waarop evolutie te werk gaat, moet het overgrote merendeel van ons DNA nutteloos zijn. Deze conclusie druist in tegen eerdere controversiële claims van prominente wetenschappers.

Meer dan driekwart van deze strengen doet niet zoveel. Beeld: Pixabay.

Toen wetenschappers in de jaren ’50 uitvogelden dat de nucleobasen van DNA een blauwdruk vormen voor het maken van eiwitten, gingen ze ervan uit dat vrijwel al het DNA voor eiwitten codeert. In de jaren ’70 werd echter duidelijk dat slechts een klein deel van de genetische code de eiwitproductie verzorgt. In het geval van mensen is dat ongeveer 1 procent.

Ieder mens een persoonlijk dieet
LEES OOK

Ieder mens een persoonlijk dieet

Gezondheidseconoom Milanne Galekop onderzocht gepersonaliseerde diëten. Zijn die echt de moeite en de kosten waard?

Biologen vermoedden toen dat een deel van het niet-coderende DNA een andere belangrijke rol heeft, zoals het controleren van de activiteit van de eiwitcoderende genen. Dat kon echter nooit een enorm groot deel zijn. Ze stelden daarom dat zo’n 90 procent van ons genoom zogeheten junk-DNA is.

Dat was met name voor creationisten een ongemakkelijk idee. Die konden niet verklaren hoe een intelligent ontworpen genoom zoveel rommel kan bevatten.

Slechte mutaties

Aan het begin van dit millennium werden enkele onderzoeken opgezet met als doel om junk-DNA uit het slop te halen. In die onderzoeken werd aangetoond dat sommige kleine stukjes niet-coderend DNA een bepaalde rol hadden. De sterkste claim kwam in 2012, toen het ENCODE-consortium verklaarde dat maar liefst 80 procent van het DNA in het menselijk genoom een functie heeft. ‘Ze hadden 400 miljoen dollar uitgegeven, dus wilden ze iets groots naar buiten brengen’, zegt Dan Graur van de universiteit van Houston.

Utricularia-gibba-junk-dna
In de Utricularia gibba is slechts 3 procent van het DNA niet-coderend. Beeld: Alex Popovkin.

Graur is een van de vele onderzoekers die deze claim niet geloofde. ENCODE hanteerde als definitie dat DNA functioneel is als het biochemische activiteit vertoont, zelfs als die activiteit minimaal is. Graur vindt dit echter onvoldoende bewijs dat DNA een betekenisvolle functie heeft. Hij stelt dat een stukje DNA pas functioneel is als het zodanig is geëvolueerd dat het iets nuttigs doet, en als een verstorende mutatie een schadelijk effect heeft.

DNA valt voortdurend ten prooi aan willekeurige mutaties. Dat heeft verschillende oorzaken, zoals uv-straling of fouten die ontstaan wanneer DNA zich tijdens celdeling kopieert. Onze kinderen erven een door elkaar gehusselde zak vol mutaties. Degenen die toevallig een hoop slechte mutaties krijgen, lopen een verhoogd risico om dood te gaan voordat ze zelf kinderen krijgen. Op die manier voorkomt evolutie dat slechte mutaties zich ophopen tot een dermate hoog niveau dat de soort in gevaar komt.

100 miljoen kinderen

Graurs redenatie luidt als volgt: als het merendeel van ons DNA functioneel is, zouden de meeste mutaties in belangrijke stukken DNA terechtkomen en daardoor slecht voor ons zijn. Als het gros van ons DNA daarentegen junk-DNA is, zou het merendeel van de mutaties geen effect hebben.

Graurs team heeft nu voor verschillende gevallen berekend hoeveel kinderen een koppel moet verwekken om evolutionair te voorkomen dat we een overdaad aan slechte mutaties verzamelen. Daaruit bleek dat als het hele genoom een functie heeft, elk koppel zo’n 100 miljoen kinderen zou moeten hebben, die bijna allemaal snel zouden moeten doodgaan. Zelf als slechts een kwart van het genoom functioneel is, zou elk koppel nog altijd gemiddeld bijna vier kinderen moeten hebben, waarvan slechts twee de volwassen leeftijd bereiken.

Ui-tdaging

De onderzoekers berekenden dat slechts 8 tot 14 procent van ons DNA een functie heeft. Hun resultaat, gepubliceerd in vakblad Genome Biology and Evolution, komt overeen met dat van een studie in 2014, waarin ons genoom werd vergeleken met dat van andere diersoorten. Daaruit volgde dat ongeveer 8 procent van ons DNA functioneel is.

‘We lopen rond met een genoom waarin slechts één op de tien nucleobasen ertoe doet’, zegt Chris Ponting van de universiteit van Edinburgh in Groot-Brittannië, die aan het onderzoek uit 2014 meewerkte. Volgens Ryan Gregory van universiteit van Guelph in Canada is er een belangrijke uitdaging voor wetenschappers die nog altijd denken dat het merendeel van het niet-coderende DNA van vitaal belang is. Zij moeten verklaren waarom een ui vijf keer zoveel van dit niet-coderende DNA nodig heeft als wij, aldus Gregory.

Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.

Lees verder: