Het Genoom van Nederland in kaart gebracht

Samenwerkende onderzoekers van vijf Nederlandse universiteiten hebben onder leiding van prof dr. Cisca Wijmenga van het UMCG een genetisch profiel van Nederland gemaakt. ‘Dit profiel helpt bij het leggen van verbanden tussen genetische variatie en ziektes. De stamboom van Nederland geeft ook informatie over grote migraties in de geschiedenis’, licht Wijmenga toe. De onderzoekers publiceren hierover in Nature Genetics.

De onderzoekers hebben de DNA-volgorde van 250 familietrio’s bestaand uit twee ouders en een kind, verspreid over heel Nederland, in kaart gebracht. Het is voor het eerst dat zo nauwkeurig de genen van zoveel gezonde Nederlanders geanalyseerd zijn.

Betekenis voor genetisch onderzoek

"Dankzij het Genoom van Nederland kunnen we onderzoek naar bepalende genen die een rol spelen bij ontstaan van chronische- of ouderdomsziekten enorm versnellen", geeft projectleider prof. dr. Cisca Wijmenga van het UMC Groningen aan. "Veel sneller dan voorheen kunnen we nu in onderzoek ons specifiek richten op ziekte-veroorzakende genen". Zij verwacht dat de betekenis voor met name het vakgebied van de klinische genetica het grootst is. "Het Genoom van Nederland biedt een catalogus waarmee is vast te stellen welke variatie in DNA nog wel getolereerd wordt en welke juist aanleiding kan geven tot een ziekte. Die voorspelling wordt nog beter, als we dit kunnen combineren met data die voortkomen uit gen expressie".

Van de deelnemers aan het Genoom van Nederland wordt ook informatie over gen expressie en andere ‘omics’-data verzameld. Wijmenga: “Hiermee kunnen we echt een koppeling maken tussen variatie in ons DNA en het effect daarvan op allerlei moleculaire systemen. Het Genoom van Nederland is een prachtig voorbeeld van big data-onderzoek waarbij de enorme brij van gegevens ons allerlei nieuwe inzichten geeft door onverwachte verbanden te detecteren.”

In Groningen is daarbij gebruik gemaakt van de ‘Target’ supercomputers in de Zernikeborg, het rekencentrum van de Rijksuniversiteit. "Alleen dankzij zulke apparatuur zijn we in staat verbanden te leggen in een enorme brij van gegevens'', zegt Morris Swertz, verantwoordelijk voor de grootschalige analyses. "Het is mooi dat wij in Nederland zulk onderzoek kunnen doen. Normaal gesproken lukt het alleen in Amerika om voldoende geld bij elkaar te krijgen voor zulke omvangrijke projecten."

Mutaties niet altijd ziekmakend

Een opvallend resultaat uit het Genoom van Nederland is dat elke deelnemer gemiddeld wel twintig mutaties blijkt te hebben waarvan onderzoekers dachten dat ze zeldzame ziekten veroorzaakten. “De variatie in ons DNA is groter dan we dachten, het betekent dat soms het verband tussen DNA-verschillen en bijvoorbeeld het ontstaan van ziekten ingewikkelder is dan we dachten”, stelt onderzoeker prof. Paul de Bakker van het UMC Utrecht. “We treffen heel veel mutaties aan waarvan eerder werd gedacht dat ze sowieso ziekmakend zouden zijn. Maar de deelnemers aan het ‘Genoom van Nederland’ zijn gezond, dus kennelijk veroorzaken die mutaties niet altijd ziekte.” Twee van de onderzochte Nederlanders blijken bijvoorbeeld een mutatie te hebben die op jonge leeftijd zou leiden tot een zeldzame stofwisselingsziekte (Alpha-1 antitrypsine-deficiëntie), maar beide mensen zijn gezond.

Oudere vaders

Het onderzoek bevestigde ook een andere observatie. Kinderen van oudere vaders hebben meer mutaties in hun DNA. Dit kan mede een verklaring zijn voor het feit dat deze kinderen een grotere kans hebben op sommige ziekten.

Migraties en overstromingen

Het onderzoek geeft ook inzicht in historische migraties in Nederland. De traditionele visie luidt dat Nederland duizenden jaren geleden vanuit het zuiden bevolkt is geraakt. Dat zou zich vertalen naar meer genetische variatie in het zuiden en minder variatie in het noorden. Die trend zagen de onderzoekers inderdaad, maar in een andere analyse vonden ze precies het tegenovergestelde. Daarin lijkt het alsof Nederland vanuit het noorden bevolkt is geraakt. Om deze genetische resultaten met elkaar te verenigen maakten de onderzoekers zeer verfijnde modellen van migratiepatronen. Daaruit blijkt dat in het tijdsvak van 4.000 jaar tot 500 jaar geleden meerdere migraties in verschillende richtingen in Nederland hebben plaatsgevonden. De patronen passen goed bij historische gebeurtenissen, zoals grote overstromingen en de bijbehorende volksverhuizingen.

“Zo zie je dat we allemaal unieke informatie over onze voorouders in ons DNA dragen”, zegt De Bakker. “Maar het grootste belang van ons project ligt in het begrijpen welke genen een rol spelen bij ziekten.”

Unieke samenwerking

Het unieke, grootschalige onderzoek is opgezet vanuit BBMRI-NL, het samenwerkingsverband van Nederlandse biobanken. Programmadirecteur Gertjan van Ommen: ”Het Genoom van Nederland is een voor Nederland uniek project en voor BBMRI-NL een vlaggenschip. Een van de pijlers van BBMRI-NL is het uitwisselen van informatie voor biomedisch onderzoek; het Genoom van Nederland is daar al zeer vooruitstrevend mee bezig. Dus niet alleen levert het project zelf verrassende vondsten op, het faciliteert ook veel ander innovatief onderzoek, zowel in Nederland als daar buiten. Daarmee bewijst het zich als de perfecte langetermijninvestering.”

Aan het onderzoek werkten wetenschappers mee van het UMC Groningen, UMC Utrecht, Leiden UMC, VU Amsterdam, AMC Amsterdam, UMC St. Radboud Nijmegen, het Centrum Wiskunde & Informatica in Amsterdam en het Erasmus MC in Rotterdam. Daarnaast werkten verschillende buitenlandse groepen mee.