Jarenlang hebben wetenschappers gediscussieerd over de vraag of gedrag bepaald wordt door genen (nature) of omgeving (nurture). Eindelijk is de zaak nature vs nurture beslecht. Uiteindelijk blijken beide partijen gelijk te hebben, het is geen kwestie van genen of omgeving maar genen en omgeving bepalen ons gedrag. En steeds meer blijkt dat nou juist de interactie tussen genen en omgeving de verschillen tussen mensen verklaren. In welke mate nature en nurture ons gedrag beinvloeden is het onderwerp van studie in de kwantitatieve genetica, ook wel gedragsgenetica genoemd.

Steeds vaker hoor je dat bepaalde eigenschappen of aandoeningen erfelijk zijn. Nieuwsgierigheid bijvoorbeeld wordt net als nicotine verslaving en je bloeddruk voor een groot deel verklaard door genetische invloeden. Lange tijd dachten doktoren dat psychiatrische aandoeningen zoals bijvoorbeeld autisme bij kinderen werd veroorzaakt door te weinig liefde van de moeder. Je kunt je voorstellen hoe verschrikkelijk dat moet zijn geweest voor deze gezinnen. De gedragsgenetica heeft ertoe bijgedragen dat we nu weten dat zowel autisme als schizofrenie tot de meest erfelijke psychiatrische aandoeningen behoren, wat heeft geleid tot nieuw onderzoek met als doel het vinden van de betrokken genen en achterliggende mechanismen.

Wie slim is leest dit artikel

Ook wordt er steeds meer aandacht besteed aan de interactie tussen genen en omgeving. Dit is bijvoorbeeld wanneer je omgeving direct invloed heeft op de werking van je genen, je genen komen dan bijvoorbeeld meer tot uiting dan wanneer je je in een andere omgeving zou bevinden. En omgekeerd geld hetzelfde, je genen kunnen ervoor zorgen dat je meer geneigd bent een bepaalde omgeving op te zoeken. Zo zal bijvoorbeeld een nieuwsgierig en slim persoon sneller naar kennislink surfen en dit artikel lezen, met als resultaat dat deze persoon wellicht nóg slimmer wordt. Dit artikel gaat over het onderzoek dat zoekt naar de bijdrage van genen en omgeving die voor de verschillen zorgen tussen mensen.

In de gedragsgenetica wordt gebruik gemaakt van tweelingenonderzoek, waarbij eeneiige en twee-eiige tweelingen met elkaar worden vergeleken. Het principe van tweelingenonderzoek is simpel. Eeneiige tweelingen delen dezelfde genen, twee-eiige tweelingen echter, delen de helft van hun genen, net zoals andere broers en zussen dat doen. Zowel eeneiige als twee-eiige tweelingen delen geheel hun gezinsomgeving. Het verschil tussen eeneiige en twee-eiige tweelingen kan daarom worden toegeschreven aan genen. Er wordt dan gekeken naar correlatie, oftewel de mate van overeenkomst van dezelfde eigenschap in beide leden van een tweelingenpaar. Als een eigenschap in hoge mate erfelijk is verwacht je een hogere correlatie in eeneiige tweelingen dan in twee-eiige tweelingen.

De grondleggers van het tweelingenonderzoek

In figuur 1 zie je Sir Francis Galton. Hij is de grondlegger van het tweelingenonderzoek. Hij observeerde dat er twee verschillende soorten tweelingen waren die meer of minder op elkaar lijken. In die tijd wisten ze nog niet dat er eeneiige en twee-eiige tweelingen waren en hoe dat precies zat. Merriman was vervolgens de eerste die tweelingen gebruikte om erfelijkheid te schatten.

In Nederland was de Duitser Herrmann Werner Siemens degene die de basis legde voor het tweelingenonderzoek. Siemens werkte in Leiden als dermatoloog, waar hij ontdekte dat als een eigenschap erfelijk is, dat de eeneiige tweelingen dan meer op elkaar lijken dan de twee-eiige tweelingen. Hij deed dit onder meer voor moedervlekken en hij kwam tot de conclusie dat zowel de plaats en het aantal moedervlekken voor een groot deel door genen wordt bepaald.

Adoptie studies

Een andere mogelijkheid in het tweelingenonderzoek is het vergelijken van tweelingen die niet samen zijn opgevoed, bijvoorbeeld omdat ze zijn geadopteerd en dus niet hun omgeving delen. Je hebt dan een nog sterkere aanwijzing dat ongeacht omgeving bepaalde gedragingen zich toch voordoen omdat ze erfelijk zijn. Een mooie anekdote is het verhaal van de tweeling in figuur 2. Deze eeneiige tweeling vond elkaar op middelbare leeftijd nadat zij waren opgegroeid in verschillende adoptiegezinnen. Bij hun eerste ontmoeting in een cafe kwamen ze erachter dat ze beiden hun bierglas op precies dezelfde manier ondersteunden.

Een soortgelijk verschijnsel is te zien op de foto in figuur 3. De bovenste rij tweelingen zijn eeneiig, de onderste rij zijn twee-eiige tweelingen, allemaal zijn ze door verschillende pleegouders opgevoed en op de foto genomen vlak na hun hereniging. Als je goed kijkt valt het je wellicht op dat de eeneiige tweelingen allemaal dezelfde houding hebben, in tegenstelling tot de twee-eiige tweelingen op de onderste rij. Zonder dat ze daar een aanwijzing voor kregen namen de tweelingen allemaal hun natuurlijke houding aan, bewijs dus dat je lichaamshouding erfelijk is.

Om tweelingenonderzoek uit te voeren hebben onderzoekers de medewerking nodig van heel veel tweelingen die mee willen doen met het onderzoek. Daarom bestaan er zogenaamde tweelingenregisters over de hele wereld, waar tweelingen ingeschreven staan die deelnemen aan tweelingenonderzoek. In Nederland bestaat al sinds 1987 een tweelingenregister, onder leiding van Dorret Boomsma aan de Vrije Universiteit in Amsterdam. In het Nederlandse Tweelingen Register (NTR) staan op het moment wel 35.000 tweelingparen ingeschreven die ongeveer elke drie jaar een vragenlijst invullen en/of langskomen op de Vrije Universiteit voor wetenschappelijk onderzoek. Allerlei eigenschappen worden gemeten, fysiologische eigenschappen zoals bloeddruk en hersenvolume maar ook cognitieve vaardigheden worden onderzocht zoals bijvoorbeeld werkgeheugen en intelligentie. Als je meer wilt weten over het tweelingenonderzoek aan de Vrije Universiteit kun je kijken op hun website: www.tweelingenregister.org.

De jacht op genen

Behalve het kwantificeren van de bijdrage van genen en omgeving aan verschillen in gedrag, zoeken gedragsgenetici en biologen tevens naar de betrokken genen en omgevingsfactoren zelf. Met associatieonderzoek bijvoorbeeld kunnen deze genen opgespoord worden. Bij associatieonderzoek wordt het complete DNA profiel van gezonde mensen met alle genen van patienten met een bepaalde aandoening of eigenschap vergeleken. Hierbij gaat men ervan uit dat het onbekende gen dat zorgt voor de bepaalde ziekte of eigenschap uniek is binnen de groep patienten en niet aanwezig is binnen de groep met gezonde mensen, zie de kadertekst voor een voorbeeld. Onderzoekers binnen deze discipline worden ‘gene hunters’ genoemd.

Associatieonderzoek

Stel we hebben middels tweelingenonderzoek ontdekt dat het eten van appels zeer erfelijk bepaald is. Nu willen we weten waar dat “Eva gen”, zoals we het genoemd hebben, zich in ons DNA bevind. Hoe gaan we dan te werk?

Allereerst nodigen we vrouwen uit die geen appels eten, van deze vrouwen bepalen we het DNA profiel, uitgebeeld als blauwe chromosomen. En vervolgens doen we hetzelfde bij een groep vrouwen die wel appels eten. In de werkelijkheid is geen enkel DNA profiel gelijk. Maar vrouwen die appels eten hebben in tegenstelling tot de eerste groep vrouwen wel allemaal het “Eva gen”.

Als we daarom de DNA profielen vergelijken komen we erachter dat de plaats met de ster de locatie is van het unieke gen van deze groep vrouwen, die we niet vinden in de groep met vrouwen die niet zo van appels houden. Met andere woorden daar waar het DNA wel overeenkomt binnen deze groep maar nooit gedeeld wordt met de andere groep is ons “Eva gen” te vinden.

Bronnen

Carey (2002) Human genetics for the social sciences Boomsma et al (2002) Classical twin studies and beyond