Eén miljard DNA-‘letters’, verdeeld in veertig chromosoompakketjes van uiteenlopende grootte – dát is wat de kip tot kip maakt. En, opvallend, tussen al die letters bevinden zich ongeveer evenveel werkzame genen als bij de mens: zo’n 20.000 tot 23.000 in totaal.
Toch is het genoom van de kip veel compacter dan dat van de mens. De kip doet het met ongeveer drie keer zo weinig basenparen (DNA-letters). Het dier heeft een buitengewoon efficiënt ingericht, ‘schoon’ genoom, constateert Martien Groenen van de Universiteit Wageningen, met veel genen en weinig ‘rommel-DNA’.
Ons DNA wordt onder meer vervuild door stukjes zichzelf kopiërend, rondspringend DNA, zogeheten ‘retrotransposons’. De kip heeft daarvan minder last. “Dat kan gewoon een kwestie van toeval zijn,” zegt Groenen, die met vijf andere Wageningers deelneemt aan het internationale ‘Chicken Genome Sequencing Consortium’. “Het is in elk geval weer een aanwijzing dat al dat rondspringend DNA bij ons geen functie heeft.”
De wetenschap verheugt zich al jaren op de afronding van het kippengenoom. Niet alleen is de kip een vooraanstaand productiedier, in het laboratorium is de loopvogel gewild als onderzoeksobject. Kippen zijn makkelijk te fokken en zeer geschikt om ziektes als spierdystrofie en griep te bestuderen. Bovendien leggen ze eieren: veel van wat we weten over embryonale ontwikkeling en botvorming is afkomstig uit de studie van bevruchte kippeneieren.
De kip is ook om een meer theoretische reden belangrijk. Het kippengenoom kan licht werpen op een tot nu toe onderbelichte kant van DNA: die van de ‘functionele elementen’. Naast echte genen, die het lichaam vertellen hoe het eiwitten moet aanmaken, bevat DNA ook tal van ‘schakelaars’ en ‘regelknoppen’ die aangeven hoeveel van welk eiwit er precies moet worden gegenereerd. Die functionele elementen zijn wat dat betreft haast net zo belangrijk als de genen zelf.
Aan de kip de taak om ons te vertellen waar die schakelaars precies zitten. De kip splitste zich zo’n 310 miljoen jaar geleden af van ‘onze’ tak van de levensboom. Een sliert DNA die bij mens en kip identiek is, is al die tijd onveranderd gebleven en moet dus wel een functie hebben. Aan de andere kant is de kip ook weer niet té oud. Vissen bijvoorbeeld zijn al 450 miljoen geleden van ons afgesplitst. Hun DNA wijkt intussen teveel af van dat van de mens om nog als vergelijkingsmateriaal te kunnen dienen.
De letters van het kippengenoom werden overigens al deze zomer op internet gezet, als ruw onderzoeksmateriaal. “Toen konden onderzoekers hun favoriete gen eruit halen,” vertelt Groenen. “Maar nu presenteren we de eerste bloemlezing van de resultaten: wat kun je ermee, wat voor interessante zaken zitten er in dit genoom?”
Het kippengenoom werd afgelezen uit het DNA van één bankiva-hoen (Gallus gallus), een Amerikaans dierentuinexemplaar dat overigens al vele jaren geleden de nek werd omgedraaid en weggevoerd richting laboratorium. Een tweede onderzoeksconglomeraat, onder leiding van Chinese onderzoekers, vergeleek het genoom daarna steekproefsgewijs met het DNA van enkele andere kippenrassen. Hun ruwe schatting: tussen kippenrassen zit zo’n 2,8 miljoen DNA-letters verschil. Bij mensenrassen is die variëteit zes keer kleiner.
Klaar is het werk nog niet. Het kippengenoom werd in kaart gebracht door het in stukjes te hakken, de afzonderlijke stukjes letter voor letter te ‘lezen’ en daarna met de computer aan de hand van overlappende sliertjes aan elkaar te puzzelen. Het resultaat is een genoom vol gaten: zo’n 5 tot 10 procent ontbreekt. “Hier en daar is dat hinderlijk,” vertelt Groenen. “We missen bijvoorbeeld een heel stuk van chromosoom 19, waar je toch een paar honderd genen kunt verwachten.”
De kip is het zestiende meercellige dier waarvan het volledige genoom beschikbaar komt. De andere vijftien zijn de rondworm (C. elegans), de fruitvlieg, de malariamug, de zebravis, de kogelvis, de klauwpad, het vogelbekdier, de buidelrat, de koe, de hond, de rat, de muis, de resusaap, de chimpansee en de mens.
Maarten Keulemans
International Chicken Genome Sequencing Consortium: “Sequence and comparative analyses of the chicken genome provide unique perspectives on vertebrate evolution”. In: Nature, Vol. 432, 695-716 (2004).
International Chicken Polymorphism Map Consortium: “A genetic variation map for chicken with 2.8 million single-nucleotide polymorphisms.” In: Nature, Vol. 432, 717-722 (2004).
John Wallis, Jan Aerts, Martien Groenen, Richard Crooijmans, Pieter de Jong et al.: “A physical map of the chicken genome.” In: Nature, Vol. 432, 461-464 (2004).