Mannen en vrouwen evolueren samen apart (afb: Weizmanninstituut)

Onderzoekers van het Israëlische Weizmanninstituut hebben uitgevogeld dat zo’n 6500 genen bij vrouwen een andere expressie (activiteit) hebben dan bij mannen. Dat verschil zou een belangrijke rol in de evolutionaire ontwikkeling en de gezondheid van de mensen spelen/ gespeeld hebben, denken de onderzoekers.
Er is ontegenzeggelijk een verschil tussen mannnen en vrouwen, ook waar het gaat om ziektes of het reageren op medicijnen. Dat zou alles te maken kunnen hebben met de epigenetische verschillen tussen mannen en vrouwen: voor veel genen (we hebben er zo’n 20 000) hangt de activiteit af van het geslacht. Dat zou betekenen dat schadelijke mutaties in deze rond 6500 genen in populaties zich (kunnen) vermeerderen tot redelijk frekwent voorkomend. Het lijkt er op dat mannen en vrouwen een gescheiden maar toch verbonden evolutie ondergaan.

Een aantal jaren geleden vroegen Shmuel Pietrokovski en Moran Gershoni van het Weizmann Instituut zich af waarom bepaalde (menselijke) ziektes zo vaak voorkomen. Zo blijkt dat bij zo’n 15% van de koppels die een kind willen ten minste een van beiden onvruchtbaar is. Mutaties die leiden tot onvruchtbaarheid komen (dus) vrij vaak voor. Dat lijkt in te gaan tegen de ‘reinigende’ werking van de evolutie: die onvruchtbaren zouden snel uit moeten sterven (want geen nakomelingen met de foute genen).
De mutaties in genen die te maken hebben met zaadvorming blijken echter hardnekkig omdat die specifieke genen alleen actief zijn bij mannen. Een mutatie die slechts nadelig is voor de helft van de populatie, hoe ernstig ook, wordt vrijelijk doorgegeven door de andere helft.
In de huidige studie keken de onderzoekers ook naar genen die niets met vruchtbaarheid te maken hebben, maar die toch een andere activiteit hebben bij mannen dan bij vrouwen. Om die genen op te sporen gebruikten ze het GTEx-project: een uitgebreide studie van de menselijke genactiviteit in de diverse cellen in het lichaam van 550 donoren. Dat project maakte het voor het eerst mogelijk een beeld te krijgen van de genexpressie (de epigenetica) van mannen en van vrouwen.
Zo kwamen ze op het getal van de ongeveer 6500 genen die tenminste in een type cel anders was bij mannen dan bij vrouwen. Ze vonden, bijvoorbeeld, vier genen die zeer actief zijn in huidcellen van mannen in vergelijking met dezelfde cellen bij vrouwen. Die genen hadden te maken met lichaamsbeharing. De genactiviteit voor spiervorming bij mannen is groter dan bij vrouwen, voor vetopslag is die bij vrouwen weer groter.

Mutaties

De onderzoekers zochten vervolgens naar de neiging van mutaties zich op te hopen om te zien welke druk de natuurlijke selectie uitoefent op die ‘vrouwen-‘ en ‘mannengenen’. Worden die mutaties er uit geselecteerd of worden ze doorgegeven naar een volgende generatie? Het bleek de onderzoekers dat de filterende werking van de selectie bij dergelijke ‘geslachtsgenen’ minder goed werkt dan bij de andere genen. Gershoni: “Hoe geslachtsspecifieker een gen was hoe minder de selectie. Bij mannen was dat zelfs nog sterker.”
Hij heeft geen verklaring voor dat laatste. Pietrokovski wijst wel op een theorie van de geslachtelijke ontwikkeling uit de jaren 30. “Bij veel soorten produceren vrouwtjes slechts een beperkt aantal nakomelingen, terwijl mannetjes, in theorie, veel meer nakomelingen kunnen krijgen. Het voortbestaan van de soort is dus afhankelijk van het aantal vruchtbare vrouwen in een populatie. De natuurlijk selectie hoeft het niet zo nauw te nemen met genen die alleen schadelijk zijn voor mannen.” Mij dunkt dat een vreemde redenering alsof die selectie een programma heeft (of klets ik nou uit mijn nek?)

Los van de cellen in/rond de geslachtsorganen ontdekten de onderzoekers heel wat geslachtsgebonden genen in de melkklieren, wat niet vreemd is, behalve dan dat de helft van die genen juist bij mannen actief is. Mannen beschikken over een volledig melkkliersysteem, alleen dat functioneert niet. De onderzoekers denken dat een deel van die bij mannen actieve genen de melkproductie tegenhoudt.
Minder voordehandliggend zijn geslachtsgebonden genen in de linkerhartkamer die alleen bij vrouwen actief zijn. Een van die genen is verantwoordelijk voor de aanmaak van eiwitten die betrokken zijn bij de calciumopname. Dat is zeer actief bij jonge vrouwen, maar die activiteit neemt snel af met de jaren. De onderzoekers denken dat die geslachtsgebonden activiteit van de genen in de linkerhartkamer het hart beschermt tot aan de menopauze. Door de afnemende activiteit in de jaren daarna zouden botontkalking en hartaandoeningen (kunnen) ontstaan.

In de hersencellen van alleen vrouwen is een gen actief waarvan de functie niet bekend is. De onderzoekers denken dat dat gen vrouwen beschermt tegen de ziekte van Parkinson. Die begint bij mannen vaak eerder dan bij vrouwen en komt bij mannen ook vaker voor. Ook in de lever lijkt er verschil te zijn in genexpressie, wat een verklaring zou kunnen zijn dat vrouwen medicijnen anders reageren op medicijnen dan mannen.

Genexpressie

Gershoni: “Het genoom is bij mensen ongeveer hetzelfde, maar wordt verschillend gebruikt in de diverse lichaamsdelen en bij individuën. Als we naar de geslachtsverschillen kijken, dan zien we dat de evolutie vaak werkt op het niveau van genexpressie.” Paradoxaal is dat door die expressieverschillen tussen de geslachten het waarschijnlijker is dat schadelijke mutaties worden doorgegeven aan de volgende generatie. Pietrokovski: “Aan de andere kant: mannen en vrouwen ondergaan een verschillende selectiedruk en de evolutie van de mens moet, deels, gezien worden als co-evolutie. Dit onderzoek maakt ook duidelijk dat we meer te weten moeten komen over de genverschillen tussen mannen en vrouwen die ziektes veroorzaken of effect hebben op een behandeling.”

Bron: EurekAlert