Dossier DNA

Nieuws

DNA-bank

Klonen

Humane Genoom

Chromosomen

Eindelijk iets niet erfelijks!

Tweelingen zijn ideaal voor onderzoek naar erfelijke factoren in gedrag. Maar alle uitkomsten zijn tijd- en plaatsgebonden, zegt tweelingen-professor Dorret Boomsma.

Hendrik Spiering

DE TIJD waarin alleen sociale factoren als geldige verklaringen worden erkend voor menselijk gedrag is voorgoed voorbij. Zelfs in de kans op echtscheiding is inmiddels een erfelijke factor ontdekt, van ongeveer 35 procent (zie Journal of Personality and Social Psychology, augustus 1996).

Bij deze onderzoekingen speelt het tweelingonderzoek een vooraanstaande rol. In Nederland wordt het meeste op dit gebied verricht aan de Vrije Universiteit in Amsterdam. Daar werd vorig jaar een verrassend feit vastgesteld: religiositeit is juist niet genetisch vastgelegd. Dorret Boomsma, hoogleraar biologische psychologie aan de VU, publiceerde dit onderzoek onder 1974 gezinnen met tweelingen (Twin studies, 1999; p115-125). Ze maakt wel een voorbehoud: ''In ons onderzoek deden jonge tweelingen mee, met een gemiddelde leeftijd van achtien jaar. Op latere leeftijd zou religiositeit dus wel erfelijk kunnen zijn, maar dat hebben we nog niet onderzocht.''

Boomsma doet onderzoek aan een- en twee-eiige tweelingen, aan de hand van het tweelingregister van de Vrije Universiteit. Daarin zijn al meer dan 20.000 tweelingen ingeschreven, de meeste nog jong maar sommigen al stokoud. Met tweeling-onderzoek kun je bijna ieder menselijk verschijnsel onderzoeken op de samenhang met erfelijke factoren en met omgevingsfactoren. In een overzicht in Boomsma's artikel over religiositeit, dat ze onlangs presenteerde op een KNAW-bijeenkomst, somt ze een aantal bevindingen van haar onderzoeksgroep op. Zo zijn de verschillen in 'internaliserend probleemgedrag' (angstigheid, teruggetrokkenheid) bij driejarigen zo'n 70 procent erfelijk bepaald. Enzovoorts: IQ: bijna 90 procent, lichamelijke klachten bij achtienjarigen: zo'n 50 procent, roken (18 jaar): ruim 60 procent, alcoholgebruik (18 jaar, meisjes): 70 procent, sportdeelname: 50 procent erfelijk. ''Het leukste is eigenlijk dat we met religiositeit een eigenschap hebben gevonden die helemaal niet erfelijk is'', zegt Boomsma op haar kamer op de VU.

Het gaat om erfelijkheidsonderzoek waar geen spoortje gemeten DNA in voorkomt. Alles is gebaseerd op het principe dat van eeneiige tweelingen (ontstaan uit één bevruchte eicel) het erfelijk materiaal identiek is. Tweeeiige tweelingen daarentegen verschillen evenveel van elkaar als iedere broer en zus: gemiddeld vijftig procent van het erfelijk materiaal is anders. Omdat ze net als eeneiige tweelingen even oud zijn en (normaliter) in de dezelfde omgeving opgroeien, zijn tweeeiige tweelingen ideaal als vergelijkingsmateriaal: 'gelijk milieu en gelijke genen' versus 'gelijk milieu en ongelijke genen'. Onderzoek onder vroegtijdig van elkaar gescheiden eeneiige tweelingen is een andere mogelijkheid (gelijke genen, ongelijk milieu), maar die gevallen zijn uiterst zeldzaam.

Boomsma legt uit hoe de rekensom werkt bij de vergelijking tussen een- en twee-eiige tweelingen . ''Eerst wordt voor eeneiige en voor twee-eiige tweelingen uitgerekend hoeveel de leden van een paar op elkaar lijken. Dat levert een getal (correlatie) op tussen 0 en 1. Nul is geen enkele overeenkomst, 1 is volledige overeenstemming. Er zijn bijna geen menselijke eigenschappen bekend waarin tweelingen (of andere familieleden) niet op elkaar lijken. Correlaties van nul komen dus bijna niet voor. Correlaties van 1 zijn ook zeldzaam. Voor lichaamslengte bijvoorbeeld, een sterk genetisch bepaalde eigenschap, is de correlatie voor eeneiige tweelingen ongeveer 0,8.'' Vervolgens kan uit die twee correlaties de erfelijke invloed op de variatie in eigenschappen worden berekend. Boomsma: ''Een eerste schatting van de erfelijkheid van een eigenschap, of aandoening, wordt verkregen door het verschil in correlatie van een- en twee-eiige met twee te vermenigvuldigen. Neem een sterk erfelijk bepaalde eigenschap als cholesterolgehalte in het bloed. Bij eeneiige is de correlatie 0,80, bij twee-eiige 0,39. Tweemaal het verschil is dus 0,82: de verschillen in cholesterolniveau in het bloed zijn bijna volledig erfelijk (dat wil zeggen voor 82 procent) bepaald.''

De basis is relatief simpel. Maar dit soort onderzoek telt verder vele noodzakelijke voorbehouden, waarschuwt Boomsma. ''Deze rekensom gaat alleen op als er sprake is van genen die onafhankelijk van elkaar - additief - invloed hebben op de betreffende eigenschap. Als er genen in het spel zijn die elkaars werking beïnvloeden, krijg je een veel te hoge erfelijkheid. De erfelijkheid is dan heel hoog bij eeneiigen en heel laag bij twee-eiige tweelingen, omdat in zo'n systeem het ontbreken van één gen een heel ander resultaat oplevert. Als je dan het verschil gaat nemen en gaat verdubbelen wordt de uitkomst veel te groot. In geavanceerdere rekenmodellen wordt met dat soort niet-additieve invloeden rekening gehouden.''

ONZUIVERHEDEN

Een bezwaar is dat in de meting van de eigenschappen allerlei onzuiverheden in de bepaling van erfelijkheid kunnen sluipen. Een kleine verandering in de definitie van en de manier van testen van zoiets als 'religiositeit' kan misschien een heel andere uitkomst geven. Dat is een bezwaar dat ook veel andere wetenschappen kan treffen, aldus Boomsma. ''Het gaat er overal om dat je goede testen hebt, en verstandige definities. In bijvoorbeeld het IQ-onderzoek is gelukkig een lange traditie van testen. Ik dacht vroeger dat het bijvoorbeeld in de medische wetenschappen veel beter geregeld was. Maar sinds we met ons tweelingonderzoek die discipline hebben betreden, weet ik dat de definities van medische aandoeningen erg moeilijk zijn. Neem bloeddruk: de stabiliteit van een bepaling van hoge bloeddruk is 60 à 70% over een periode van twee jaar. Dat is in dezelfde orde van grootte, of iets lager als bijvoorbeeld de stabiliteit van neuroticisme en dat wordt door medici beschouwd als een stabiele persoonlijkheidseigenschap.''

Boomsma heeft een sterk argument tegen mensen die menen dat dit soort meetproblemen het tweelingonderzoek parten moet spelen: ''Zo'n 'meetfout' kan alleen een genetisch effect creëren als die meetfout verschillend effect heeft bij eeneiige en twee-eiige tweelingen. Dat lijkt me niet eenvoudig.''

Een belangrijker voorbehoud is dat de uitkomsten van dit soort onderzoek sterk aan tijd en plaats gebonden zijn. In heel veel gevallen bestaat geen 'absolute' erfelijkheid van eigenschappen omdat omgevingsinvloeden sterke invloed hebben op de mogelijke expressie van genen. Anders gezegd: een gen moet wel de kans krijgen om tot uiting te komen. Boomsma: ''Als je onderzoek doet naar de erfelijkheid van moedervlekken en huidkanker, zul je vinden dat in zonnige landen de erfelijkheid maximaal is. Dit is onlangs nog in een Australisch tweelingonderzoek vastgesteld. Je ziet het ook met IQ. Een aantal jaren geleden is in Noorwegen vastgesteld dat de erfelijkheid van intelligentie toeneemt naarmate er meer scholingskansen voor iedereen komen. Het gaat erom of het genetisch potentieel tot uiting kan komen. Je ziet het ook met lengte: mensen moeten wel de gelegenheid krijgen om te groeien.''

Dat hiermee de getallen in Boomsma bovengenoemde overzichtelijke erfelijkheidsschema, waarin bijvoorbeeld de gevoeligheid voor verveling op achttienjarige leeftijd voor ongeveer 50 procent erfelijk is, slechts een historische situatie beschrijven en geen absolute waarden zijn, deert haar totaal niet. ''Nee, waarom?'', zegt ze. ''Dat het veel complexer is maakt het onderzoek alleen maar interessanter. We zien het effect bijvoorbeeld ook in de leeftijdsgebondenheid van de erfelijkheid van intelligentie. Tot het zevende jaar is de invloed van de ouderlijke omgeving daarop bijvoorbeeld groter dan de erfelijkheid. De eigen keuze van het kind is dan beperkt. Maar als het eenmaal alleen op de fiets naar de stad kan gaan, verandert die situatie volledig.''

Bij twaalfjarigen is de invloed van het ouderlijk milieu op de intelligentie al vrijwel afwezig, bij zestienjarigen is die helemaal verdwenen. De erfelijkheid van intelligentie bij vijfjarigen is in Boomsma's schema 30 procent, bij zeventwintig jarigen ruim 80 procent. Met het Nederlandse onderwijs is het dus prima in orde.

RELIGIEUZE TWEELINGEN De 1974 Nederlandse gezinnen met tweelingen die meededen aan Boomsma's onderzoek naar erfelijk bepaalde verschillen in religiositeit, beantwoordden ook vragen over persoonlijkheidskenmerken en eigenschappen als angstigheid en depressie. Een onverwachte uitkomst was dat religiositeit erfelijke invloed op ontremming (disinhibition) bleek te neutraliseren, vooral bij jongens - die sowieso al ongeremder zijn dan meisjes. Anders gezegd: de onderlinge overeenkomst in ontremming bij religieuze eeneiige tweelingen was ongeveer net zo groot als bij hun twee-eiige tegenhangers. Bij de niet-religieuze eeneiige tweelingen was de onderlinge overeenkomst in ontremming twee keer zo sterk als bij hun twee-eiige tegenhangers. Het resultaat bij de niet-religieuze tweelingen wijst op een erfelijke factor (immers: de genetisch gelijke paren lijken veel sterker op elkaar dan de genetische ongelijke tweelingen). In een religieus milieu kan die erfelijke factor kennelijk minder tot ontplooiing komen, en wordt dan ook niet gevonden. Een mooi staaltje van omgevingsinvloeden en de tijd-en-plaats-gebondenheid van het tweeling onderzoek.