Dossier DNA

Nieuws

DNA-bank

Klonen

Humane Genoom

Chromosomen

Craig Venter is de motor, stoorzender en publiekstrekker van het humane-genoomproject. De motor omdat hij als geen ander heeft bijgedragen aan het ontwikkelen van fabrieksmatige, grootschalige DNA-analyse. De stoorzender omdat hij de neiging heeft om zijn eigen gang te gaan en bestaande afspraken en taakverdelingen te negeren. De publiekstrekker door zijn flamboyante verschijning, controversiële uitspraken en stijl van werken. Venter is in alles het tegendeel van de minne, onderbetaalde, bescheiden, zacht pratende professor. Venter is luid, volumineus en expansief en zijn grote kalende kop is vaak purperrrood van opwinding. Naast DNA-onderzoeker is hij ook zeezeiler en privé-jetvlieger, meer een genoom-tycoon dan een studeerkamergeleerde.

Piet Borst

Venter is bevriend met de Amerikaanse ambassadrice in Nederland, Rembrandtdeskundige en une petite dame. Iedere keer als Venter naar Nederland komt om een nieuw zeiljacht te kopen, organiseert zij een congresje, waar de omvangrijke Venter en de frêle ambassadrice samen te zien zijn voor moleculair-genetisch Nederland. Venter wordt dan bijgestaan door Hamilton Smith, een aardige bescheiden Amerikaanse Nobelprijswinnaar. Ham Smith sust de controversen en corrigeert de fouten die Craig Venter in zijn voordrachten maakt. ''Craig zit er wel eens een factor tien naast'', zegt Ham vergoelijkend, als ik hem aanspreek over een minder geslaagde dia van Venter. ''Ik zal een nieuwe dia maken.''

De grootste verdienste van Venter is dat hij DNA-analyse fabrieksmatig heeft aangepakt op een moment dat niemand dacht dat zoiets mogelijk zou zijn. Bij de sequentieanalyse van DNA moeten de vier DNA-letters, A, G, T, C, in de juiste volgorde worden gezet. Het gaat om veel letters, het DNA van een simpele darmbacterie heeft er al 5.000.000. Dit is vergelijkbaar met een forse encyclopedie, gedrukt op een draad en met vier letters.

Bij de bepaling van de volgorde van die letters kunnen we blokken van 500 letters lezen. Het probleem is nu om er achter te komen waar zo'n alinea van 500 woorden thuishoort in de encyclopedie. Hoe maak je van een verzameling alinea's een boek? Oorspronkelijk werd dit gedaan door die lange draad van tekst in unieke stukken te knippen, die apart geanalyseerd kunnen worden. Eerst hoofdstukken, dan pagina's. Zo ontstaat een kaart van brokstukken, waarvan bekend is hoe ze aan elkaar zitten. Als laatste stap wordt van ieder brokstukje de basevolgorde bepaald. Hoe groter het DNA, hoe ingewikkelder en tijdrovender het maken van een gedetailleerde kaart wordt.

Venter koos daarom een andere benadering: Hij neemt 10 exemplaren van het boek en knipt ze in stukjes van 500 letters. Elk exemplaar wordt een beetje anders geknipt, zodat pagina 21 een aantal verschillende brokstukken van 500 letters oplevert. Van al die stukjes bepaalt Venter de lettervolgorde. Vervolgens voert hij die lettervolgorden in de computer in en vraagt de computer om de overlap tussen de stukjes tekst op te sporen. Met behulp van die overlap worden de stukken aan elkaar gepast. Met de bacteriële DNA-boeken was deze shotgun-aanpak een geweldig succes. In korte tijd heeft Venter van een groot aantal bacteriën de volledige DNA-basevolgorde bepaald, zodat wij nu weten hoe hun genenpakket er uitziet.

Het bacteriële DNA-boek is nogal makkelijk te lezen. Bij meer complexe organismen, zoals wurm, fruitvlieg of mens, zit het DNA echter vol met herhalingen, gerepeteerde sequenties genoemd. Als die sequenties wat langer worden dan 500 letters, wordt het moeilijk om met een shotgun-benadering een heel DNA-boek op te helderen. Vandaar dat er nogal sceptisch werd gereageerd toen Venter zich ook op meer complexe organismen wierp, zoals het DNA van de fruitvlieg, waarin erg veel gerepeteerde sequenties voorkomen. Desondanks heeft Venter hierin bijna alle genen kunnen vinden en localiseren. De genenkaart is niet perfect. Er zitten gerepeteerde stukken in waarvan de sequentie niet volledig bekend is, óf die nog niet goed aan elkaar gepast konden worden. Voor biologen bevat die onvolledige sequentie toch een goudmijn aan informatie.

Erg geliefd heeft Venter zich niet gemaakt met zijn baanbrekend werk. Vooral zijn tumultueuze poging om met durfkapitaal de basevolgorde van het menselijke genoom te bepalen heeft kwaad bloed gezet. Durfkapitaalverschaffers zijn geen filantropen en ze willen geld verdienen met onze genen. Voor veel mensen is dat geen prettig idee. Een genoom venter gaat aan de haal met ons DNA. Daarbij komt dat er al een humaan-genoomproject liep. Met overheidsgeld (voornamelijk Amerikaans) en door samenwerking tussen academische centra zou het humane genoom worden ontraadseld. Dat zou 6 miljard kosten en in 2005 klaar zijn. Het zou ook heel secuur gebeuren en in volle openbaarheid.

Toen Venter vorig jaar aankondigde dat hij dit karweitje drie keer sneller zou klaren en voor ééntiende van de prijs, reageerden zijn academische concurrenten furieus: De methode van Venter zou een waardeloze, onbetrouwbare genenkaart opleveren, een gatenkaas i.p.v. een gouden genoomstandaard. Verontwaardiging maakte echter snel plaats voor realisme. Het academische consortium kreeg meer oog voor het nut van een imperfecte genenkaart en startte een wedloop met Venter, die volgende week tot een eerste mijlpaal zal leiden, als de geruchten juist zijn.

Venters agressieve, competitieve manier van opereren en zijn commerciële aanpak van de geheimen van de natuur hebben hem weinig vrienden opgeleverd onder zijn moleculair-genetische collegae. Die collegae wijzen er ook altijd op dat Venter zelf nooit iets ontdekt of ontwikkeld heeft. De shotgun-analyse van DNA-sequentie bestond al vóór Venter deze grootschalig ging toepassen. De ultrasnelle apparaten voor DNA-sequentieanalyse zijn door Hunkapillar en Hood ontwikkeld en door Perkin-Elmer geproduceerd. De computerprogramma's die nodig waren om snel grote lappen DNA-sequentie te analyseren zijn grotendeels in Cambridge, Engeland, ontwikkeld. Venter heeft alleen bestaande methoden op een efficiënte manier toegepast en gericht op de bepaling van de basevolgorde van hele genomen, van bacteriën, fruitvliegen, en dan nu de mens.

Dat is allemaal waar, maar het is ook waar dat zonder Venter al die DNA-goudmijnen minder snel opengelegd zouden zijn. Als geen ander zag hij dat de toekomst van de DNA-analyse lag in grootschalige shotgun-methoden. Toen hij binnen een overheidsinstelling, het Amerikaanse National Institute of Health, onvoldoende geld kon krijgen voor deze aanpak, heeft hij de riskante stap naar een commerciële organisatie gezet. Hij heeft geluk gehad dat de ontwikkeling van de technologie, die noodzakelijk was voor grootschalige DNA-sequentieanalyse, zo snel is gegaan. Het had ook een grote flop kunnen worden. Tot nu toe heeft hij echter zijn grootspraak waar kunnen maken. Het is jammer dat Venter geen fijnbesnaard persoon is en het is een tikje irritant dat hij aan zijn activiteiten in de wetenschap zo ontzettend veel geld heeft overgehouden, maar het is kinnesinne om zijn bijdrage uitsluitend als organisatorisch af te doen. Er was visie nodig om te zien dat de sequentie van een totaal genoom belangrijke biologische informatie zou opleveren en dat de tijd rijp was om genoomanalyse grootschalig aan te pakken.

Voor de analyse van het menselijke genoom heeft Venter een nieuw bedrijf opgezet, Celera. De koers van de aandelen van Celera is gigantisch gestegen in het afgelopen jaar en Venter kan dus weer een nieuw zeiljacht kopen. Of Celera werkelijk veel geld gaat verdienen met onze genen zal nog moeten blijken. Veel interessante menselijke genen zijn al door andere onderzoekers geïsoleerd en geanalyseerd in de afgelopen 20 jaar. Het consortium van academisch onderzoekers heeft al sequenties van twee menselijke chromosomen gepubliceerd en produceert dagelijks een stroom van nieuwe menselijke gensequenties die voor iedereen toegankelijk is. De verwachting is dat dit consortium eerder klaar zal zijn met het menselijke DNA dan Venter. Zonder Venter zou het echter nooit zo snel gegaan zijn.