Transgene dieren

dier zoals de mens waarschijnlijk telt, te analyseren.
Slechts die mutaties (veranderingen in het genotype)
kunnen worden bestudeerd die resulteren in een waarneembare
verandering in het gedrag en/of de uiterlijke
verschijningsvorm (het fenotype) van het organisme. Het
aantal mutaties dat daaraan voldoet, is beperkt omdat
eukaryoten, waartoe ook de zoogdieren behoren, diploïd
zijn. Dat wil zeggen dat in hun genoom van ieder gen
twee kopieën aanwezig zijn. We spreken van homozygoot
wanneer de twee kopieën identiek zijn en heterozygoot
wanneer ze enigszins van elkaar verschillen. In diploïde
organismen kunnen mutaties vaak slechts worden waargenomen
in nakomelingen die homozygoot zijn voor de
mutatie. Maar mutaties zijn in homozygote vorm vaak
niet levensvatbaar, hetgeen analyse onmogelijk maakt.
De grote aandacht voor het “Humane genoom project”,
een wereldwijd samenwerkingsverband van moleculair
biologische laboratoria om zo snel mogelijk de complete
genetische code van het genoom van de mens af te
lezen, heeft mogelijk bij het publiek de indruk gewekt dat
daarmee het DNA van de mens al zijn ‘geheimen’ zou
hebben prijsgegeven. Hoe belangrijk ook als bron van
een overweldigende hoeveelheid informatie, het is niet
voldoende om de functie van de 25.000 genen van de
mens vast te stellen.
Met de komst van recombinant-DNA-technieken werd
het mogelijk om de genen van ieder willekeurig organisme
te isoleren en te vermenigvuldigen (kloneren).
Daarmee was de weg bereid voor een sleuteltechniek in
de hedendaagse gen analyse, de ‘gen overdracht’, een
verzameling methoden om gekloonde genen terug te
brengen in levende cellen. Dit heeft het concept van
“omgekeerde genetica” (“reverse genetics”) mogelijk
gemaakt, waarbij al dan niet gemodificeerde klonen van
genen in levende cellen worden ingebracht waarna de
functie van hun genproduct(en) wordt geanalyseerd.
Echter, celcultures hebben hun beperkingen. Een complex
meercellig organisme is samengesteld uit vele celtypen
die van elkaar verschillen in hun chemische samenstelling,
functie en fysiologie. De identiteit van een cel
wordt bepaald door de som van de genen die gedurende
zijn leven actief zijn. De activiteit van een gen, “gen
expressie” genoemd, is vaak celtype-gebonden.
Sommige genen zoals de ‘huishoudgenen’, die betrokken
zijn bij basale functies als de energiehuishouding van de
cel, zijn actief in de meeste zo niet alle celtypen. Andere
genen komen alleen tot expressie in gespecialiseerde
celtypen. Zo komt het gen dat codeert voor insuline uit-
6
sluitend tot expressie in de bèta-cellen van de Eilandjes
van Langerhans in de pancreas. Het is tot op heden niet
mogelijk gebleken alle verschillende celtypen uit het
zoogdierlichaam in celculture te houden. Bovendien
bleek dat cellen die wel in staat zijn in celkweek te groeien
vaak nieuwe eigenschappen hebben verworven, die
overeenkomen met eigenschappen van kankercellen
zoals ongecontroleerde groei. Daarnaast functioneren
cellen in het intacte lichaam in de context van het interactieve
systeem van een ruimtelijk cellulair netwerk, dat
niet of onvoldoende kan worden nagebootst in de kweekfles.
Tenslotte is het onmogelijk om de rol van genen die
betrokken zijn bij processen zoals embryonale ontwikkeling,
complexe afweerreacties etcetera te analyseren in
een eenvoudige artificiële celculture. Daarom was het
noodzakelijk om de technologie van gen-overdacht uit te
breiden naar het intacte dier, als een logisch vervolg op
de al eerder ingeslagen weg.
In de afgelopen vijfentwintig jaar hebben de snelle ontwikkelingen
in de moleculaire genetica naast de indrukwekkende
vooruitgang in het beheersen van de kweek en
manipulatie van (zoogdier)embryo’s, de gereedschappen
verschaft voor de huidige technologie van gen overdracht
in intacte organismen. Daarbij wordt zonder uitzondering
gebruikgemaakt van zeer vroeg embryonale
stadia, omdat het organisme dan slechts uit één (eicel)
tot enkele cellen (pre-embryo) bestaat. Wanneer het
ingebrachte genconstruct stabiel integreert in het
genoom van het ontvangende vroege embryo, is er een
grote kans dat het gedurende het proces van celdeling
zal worden overgeërfd door de meeste zo niet alle cellen
van het zich ontwikkelende dier, inclusief de geslachtscellen.
Men spreekt dan van ‘kiembaan integratie’. Het in
de kiembaan brengen van nieuwe genetische informatie
wordt transgenese genoemd. De dieren die na deze
manipulatie uit de embryo’s worden geboren, heten
transgene dieren. Zij kunnen hun nieuw verworven eigenschap
aan hun nakomelingen doorgeven op dezelfde
manier als al hun andere eigenschappen zoals bv. oogkleur,
volgens de klassieke wetten van Mendel.
Transgenese is tot nu toe mogelijk gebleken in de rondworm
(C.elegans), fruitvlieg (Drosophila), muis, rat, vis en
landbouwhuisdieren zoals runderen, schapen, varkens,
geiten, konijnen en kippen.
Een groot deel van het onderzoek dat is gericht op het
ophelderen van de biologische functie van de 25.000
genen van het humane genoom (‘functional Genomics’) is
gebaseerd op de analyse van de expressie en functie van