Digitaal menselijk genoom blijkt geïnfecteerd

Share Button

Zelfs onze computers zijn niet meer veilig voor bacteriën. Het menselijk genoom project blijkt vervuild met mycoplasma-DNA. Dit heeft verstrekkende gevolgen.

DNA-vervuiling
Al eerder in 2011 was bekend dat een vijfde deel van de niet-menselijke genoomdatabases vervuild zijn met menselijk DNA, vermoedelijk afkomstig van de onderzoekers zelf.

Mycoplasma is een nogal nare groep bacteriën. Nu blijkt deze zelfs het Human Genome Project te hebben geïnfecteerd...

Mycoplasma is een nogal nare groep bacteriën. Nu blijkt deze zelfs het Human Genome Project te hebben geïnfecteerd...

Naar nu blijkt, is ook het menselijk genoom zelf vervuild geraakt. Bill Langdon van het Uiiversity College London en Matthew Arno van Kings College London zeggen dat ze DNA-sequenties van mycoplasma-bacteriën hebben aangetroffen in de DNA-map van het menselijk genoomproject. Mycoplasma’s behoren tot de kleinste bacteriën bekend. De organismen kunnen alleen bestaan in levende cellen van bijvoorbeeld mensen.

Deze vervuiling heeft verstrekkende gevolgen. Biotechbedrijven gebruiken de menselijk-genoom database om DNA chips te fabriceren die meten welke menselijke genen aanwezig en actief zijn. Langdon en Arno zeggen nu dat ze mycoplasma-DNA hebben aangetroffen in twee commercieel verkrijgbare DNA chips. Iedereen die deze chips gebruikt om de expressie van menselijke genen te meten meet onbewust ook de genexpressie van mycoplasmagenen.

In sommige opzichten is dit geen verrassing. “Het is algemeen bekend dat infecties met mycoplasma’s veel voorkomen in laboratoria die zich bexig houden met moleculaire biologie,” aldus Langdon en Arno.
Met enig geluk zal deze alarmerende ontdekking in het menselijk genoom de belangstelling wekken van onderzoekers.

Worden biologische organismen nu ook computervirussen?
Een zeer belangrijke vraag is uiteraard de aard van deze vorm van informatieoverdracht. Deze mycoplasmagenen zijn duidelijk succesvol in het zichzelf voortplanten in silico. Een mogelijkheid is dat we hier een volkomen nieuw terrein voor mogelijke infecties gaan zien: biologische organismen die in staat zijn zichzelf op de een of andere manier om te zetten in besmettelijke software. Al eerder beschreven we de mogelijkheid dat digitale virussen in de toekomst ook de gezondheid gaan bedreigen via mechanische implantaten.

Hier kunnen genen die zichzelf met succes vermommen als menselijk (of als andere organismen) zich verplaatsen van de ene database naar de andere? Als we dit als virtuele infectie zien, kunnen we onze borst in de nabije toekomst nat maken wat betreft virtuele evolutie.

Hoe zouden we dit probleem kunnen oplossen?
Het besmettingsniveau en de manier waarop het zich verspreidt, suggereert op het eerste gezicht dat onderzoekers de strijd om besmettingen te elimineren aan het verliezen zijn. “We vrezen dat de huidige instrumenten niet in staat zijn genen te onderscheppen die de ‘silicium barrière’ genomen hebben”, aldus de onderzoekers.

Het meest huiveringwekkend van allemaal is dat Langdon en Arno wel eens alleen het topje van de ijsberg kunnen hebben blootgelegd. “Nu we twee verdachte DNA sequenties hebben gevonden, is de kans groot dat het gepubliceerde “menselijke genoom” er meer bevat”, aldus de twee auteurs. Als virtuele infectie echt zo'[n groot probleem is als Arno en Langdon suggereren, zullen we databases met een soort antivirus software moeten uitrusten, een vorm van virtueel immuunsysteem. maar ook it zal een evolutionaire wapenwedloop starten, waarbij vooral genen die het beste in staat zijn de veiligheidseisen te omzeilen zullen overleven.

Aan de andere kant: pas nu is het probleem opgedoken en pas nu kan de tegenaanval worden ingezet. De makkelijkste manier om het menselijk DNA te zuiveren is uiteraard om de uitgangsvoorraad van wat nu bekend is als menselijk DNA, uit te breiden. Gelukkig neemt de rekensnelheid van computers en de snelheid waarmee DNA wordt geanalyseerd elk jaar extreem snel toe. In 2011 kost het ongeveer 50 000 dollar om het volledige DNA van één mens in kaart te brengen[2] en de kostprijs zakt nog steeds extreem snel. Als we van, zeg, tienduizend mensen met voorouders uit totaal verschillende delen van de wereld, het volledige genoom weten, kunnen we alle afwijkende, niet-menselijke genen er op die manier uitfilteren. Gelukkig is de kans vrij klein dat mycoplasma’s vrijwel alle mensen geïnfecteerd hebben (en zo ja, dan is dat pas echt een probleem). Het moet dus in principe mogelijk zijn alle DNA er uit te halen.

Zou het genoom van de mycoplasma-bacterie in zijn geheel in ons DNA zitten?
Er is nog een mogelijkheid waar deze onderzoekers niet aan gedacht hebben. Mogelijk zijn de mycoplasma’s in staat om stukken van hun DNA in het menselijk genoom te injecteren. Of hebben ze dat in het evolutionaire verleden gedaan. Vergeet niet dat mycoplasma’s obligate parasieten zijn. Zonder een levende gastheer kunnen deze mini-bacteriën niet overleven. Ook is het mycoplasma-DNA (M. genitalium scoort minder dan 600 000 baseparen[3]) veel kleiner dan dat van een mens, plm. 3 miljard baseparen. Een koud kunstje om dit genoom ergens in een chromosoom te verstoppen en pop, de bacterie lift mee. Vergeet ook niet dat mycoplasma’s ervan verdacht worden kanker te veroorzaken[5] en beschadigingen in chromosomen veroorzaken[6]. Wat hiermee overeen zou stemmen.

Dit zou niet uniek zijn. Veel virussen beheersen dit kunstje ook. Ongeveer acht procent van ons DNA bestaat uit virussen[4]. De plantenbacterie Agrobacterium tumefaciens, die net als mycoplasma’s in de cellen leeft (en daar bacteriekanker veroorzaakt) wordt vaak gebruikt om vreemde genen in het DNA van planten te injecteren.

En een miljard jaar leven als parasiet is lang. Erg lang. Lang genoeg om een uiterst doortrapte evolutionaire strategie te ontwikkelen…

Bronnen
1. W. B. Langdon, M. J. Arno, More Mouldy Data: Virtual Infection of the Human Genome, Arxiv.org [2011]
2. Mapping a Human Genome, via an eBay Auction, New York Times [2011]
3. Su, Chung J. en Baseman, Joel B., Genome size of Mycoplasma genitalium, Journal of Baxcteriology [1990]
4. UT Arlington genome biologist reports on surprising evolutionary discovery, University of Texas, Arlington [2011]
5. Huang S, Li JY, Wu J, Meng L, Shou CC., Mycoplasma infections and different human carcinomas, World J Gastroenterol. [2001] Apr;7(2):266-9
6. Chernova OA, Volkova EN, Chernov VM, Chromosome aberrations induced by mycoplasma infections in human peripheral blood lymphocytes, Genetika [1996]

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

3 reacties

  1. Julie schreef:

    Verwarrend is dat “myco” schimmel betekent.
    En schimmel is ook een parasiet, maar kan toxisch zijn, en komt ook overal voor:
    http://nl.wikipedia.org/wiki/Mycotoxine

    • Germen schreef:

      Mycobacteriën hebben i.t.t. de meeste bacteriën geen dikke celwand.
      “Mycos” betekent overigens zowel schimmel als was. In dit verband is het de tweede betekenis. Microbiologie was duidelijk geen forte van de oude Romeinen :)

  2. jantje schreef:

    Zou er ook een symbiose mogelijk zijn of zijn ze alleen maar parasitair?

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger