Elzo de Wit, ERC Starting Grant

De ontwikkelingen in de gentechniek gaan snel en hebben grote impact. Stel dat je vooraf weet welke gezondheidsrisico’s een kind zal lopen in zijn leven?
Elzo de Wit
dr. Elzo de Wit

DNA in kaart

Tegenwoordig kan iedereen voor 1000 euro zijn DNA in kaart laten brengen. Een mens krijgt een complete set genen van zijn vader en zijn moeder. Interessanter is echter om te weten hoe het  kan dat het gen van de ene ouder sterker doorwerkt op een kind, dan het gen van de andere ouder. Ofwel: welke mutaties leiden tot welke genexpressie bij het kind? En in hoeverre spelen de delen van ons DNA waarin geen gen ligt ook een rol daarbij? De jonge bioinformaticus Elzo de Wit  kreeg een ERC starting grant om dit te bestuderen. "De ontwikkelingen in de gentechniek gaan snel en hebben grote impact. Stel dat je vooraf weet welke gezondheidsrisico’s een kind zal lopen in zijn leven?"

Eigen lab

De Wit koppelt bioinformatica, de doorberekening en analyse van big data, aan biotechnologie en heeft daarmee een tamelijk unieke combinatie in huis van het zogenaamde 'droge en natte lab'. "Als jonge jongen in de jaren 80 speelde ik al met computers. Tijdens mijn studie Biologie kwam daar de fascinatie voor processen in de cel bij. Ik vond het indrukwekkend dat we in staat zijn menselijke cellen op moleculair niveau te bestuderen. Tijdens mijn promotieonderzoek daarna waren big data in opkomst en kon ik beide vaardigheden samenvoegen." Vanaf september 2015 zal de jonge onderzoeker van het Science Park in Utrecht overstappen naar Amsterdam. "Door de ERC toekenning kan ik mij de komende vijf jaar op mijn eigen onderzoek richten. Bij het Nederlands Kanker Instituut mag ik een eigen lab opzetten."

Genmutaties

In dat lab zal de Wit ten eerste de genmutaties van het menselijke genoom inventariseren en de invloed daarvan op de genexpressie, de waarneembare verschillen tussen mensen.  Welke ouder draagt bijvoorbeeld in welke mate bij aan de lengte van een kind? Of het risico op een hoge bloeddruk? "In een menselijk genoom zitten twee keer 3 miljard basen en zijn ongeveer 3 miljoen erfelijke verschillen te vinden. Niet elke mutatie heeft echter effect. De vraag is dan: welke wel? En in welke mate, waarop?"  De Wit is daarbij met name geïnteresseerd in de regulerende rol die het gebied rondom de genen heeft op de genen. Voor deze grootschalige DNA-analyse gebruikt hij diverse datasets van zogenaamde humane cellijnen. "Ik werk met genetisch stabiele cellijnen die afgeleid zijn van witte bloedcellen. Het mooie van 'computational biology' is dat de computers patronen kunnen ontdekken die we anders nooit zouden kunnen vinden, omdat de data zo complex zijn."

Borstkanker

Daarnaast zal de Wit inzoomen op borstkanker. Bekend is dat mutaties in het BRCA1 en het BRCA2 gen een erfelijk verhoogde kans op borstkanker teweegbrengen. Maar soms hebben vrouwen een verhoogd risico of familiaire borstkanker zonder een afwijking in deze genen. "Het kan dat niet het gen zelf, maar de niet -eiwitcoderende gebieden daaromheen van invloed zijn op het gen. Eerder hebben wij in Utrecht een techniek ontwikkeld om het omliggende DNA van een gen te analyseren. We kunnen hiermee het hele spectrum aan genetische variatie in beeld brengen,. Waarschijnlijk is daarmee een nieuwe dimensie van onderzoek in zicht. Voor dit onderzoek zal ik in Amsterdam een selectie van families en controlegroepen opzetten."

Hogere vouwkunst DNA

Een derde deel van het onderzoek is gericht op de hogere vouwkunst van ons DNA. "Als je DNA uitlegt, is het uiteindelijk 2 meter lang, maar in de kern moet het passen in ruimte met een diameter van soms maar 5 micrometer. De vraag is hoe het mogelijk is zo efficiënt te vouwen. Alle elementen van ons DNA blijven immers bereikbaar indien nodig. We weten al dat genen soms van een grote afstand in het DNA worden geactiveerd, doordat elementen richting het gen bewegen. Ik zal een methode ontwikkelen om die dynamiek te bestuderen."

DNA-onderzoek is booming. Uiteindelijk is het niet ondenkbaar dat we in de toekomst kunnen voorspellen welke mutaties tot welke genexpressie kunnen leiden. Medicatie op maat is een volgende stap.  De Wit: "DNA  is de basis van je mens zijn en bepaalt mede onze identiteit. Wat dat betreft zijn de ontwikkelingen op dit gebied vergelijkbaar met de opkomst van de personal computer in de 80-er jaren, de impact op ons leven zal waarschijnlijk onvoorstelbaar groot zijn."

Tekst: Youetta Visser