Persbericht Wageningen Universiteit: nr 119, 6 december 2004
EMBARGO tot WOENSDAG 8 DECEMBER 2004, 19.00 UUR
Wageningse onderzoekers in drie Nature-publicaties
Genoom van de kip ontrafeld
Een internationaal consortium van ruim 170 onderzoekers uit meer dan tien landen heeft het genoom van de kip ontrafeld. Daarmee is na de mens, muis, rat en zebravis de eerste vogel genetisch in kaart gebracht. De ontrafeling betekent wetenschappelijk en economisch een mijlpaal omdat de kip een onderzoeksdier is waarover al veel bekend is en van eminent belang is voor de wereldvoedselvoorziening. De Nederlandse inbreng komt van vijf onderzoekers van Wageningen Universiteit. Zij zijn medeauteur van drie artikelen over het genoom van de kip die in Nature van 9 december verschijnen.
Met de ontrafeling van het kippengenoom is niet alleen de eerste vogel, als vertegenwoordiger van de 9600 andere vogelsoorten, maar ook het eerste landbouwhuisdier genetisch gekarteerd. Het International Chicken Genome Sequencing Consortium onder leiding van Richard Wilson van Washington University in St. Louis constateert dat het genoom van de kip ongeveer zestig procent kleiner is dan dat van de mens. Het kippengenoom telt ca een miljard bouwstenen, zgn. basenparen; bij de mens zijn dat er ruim drie miljard. Het lagere aantal bij de kip ligt voornamelijk aan het feit dat er minder zogenaamd niet-functioneel DNA in het genoom van de kip voorkomt. Op basis van hun bevindingen schatten de onderzoekers dat het kippengenoom 20.000 tot 23.000 eiwitcoderende genen omvat. Dat is mogelijk iets lager dan dat bij zoogdieren en de mens (20-25.000). Alle gegevens zijn gedestilleerd uit het DNA van één hen.
De Wageningse medeauteurs Martien Groenen, Jan Aerts, Henk Bovenhuis, Richard Crooijmans en Jan van der Poel en andere medewerkers van de leerstoelgroep Fokkerij en genetica concentreerden zich in het onderzoek naar het genoom van de kip op het koppelen van brokstukken DNA aan een van de 39 chromosomen van de kip. De lengte van de chromosomen, waarvan de DNA-volgorde nu is ontrafeld, varieert sterk. De kleine chromosomen beslaan circa 6 tot 7 miljoen bouwstenen (basenparen), de grootste wel 140 miljoen. Door de brokstukken met de opgehelderde DNA-volgorde te koppelen aan een specifieke locatie op een chromosoom, ontstaat een vrijwel compleet en gedetailleerd beeld van dat chromosoom. Van circa een miljard bouwstenen is de DNA-volgorde nu bekend en dit komt overeen met ongeveer negentig procent van het kippengenoom.
Een tweede team van wetenschappers onder leiding van HuanMing Yang van het Beijing Institute of Genomics in China publiceert gelijktijdig in Nature over het in kaart brengen van 2,8 miljoen variaties (SNP s) in het genoom van verschillende commerciële kippenrassen. Deze informatie is onder meer van belang voor de pluimveefokkerij. De Wageningse onderzoekers van Fokkerij en genetica maakten eveneens deel uit van dit onderzoeksteam. Zij onderzochten bij tien kippenrassen hoe frequent dergelijke SNP s voorkomen. Het gros van deze variabelen komt bij alle rassen terug. De onderzoekers constateren dat de raskenmerken, die vaak vooral met het uiterlijk, zoals kleur van het verenkleed worden aangeduid, nauwelijks zijn terug te vinden in de variatie van het genoom. Ook bij de ontrafeling van het genoom van de mens in 2001 bleken rassen niet genetisch onderscheidbaar.
Evolutie
Evolutionair gezien staan vogels, zoals de kip, tussen de mens (zoogdieren) en vissen. Vissen en zoogdieren deelden gezamenlijke voorouders meer dan 450 miljoen jaar geleden, terwijl dat voor vogels en zoogdieren zo n 310 miljoen jaar is. Met de genoominformatie van de kip is het nu beter mogelijk deze evolutionaire gebeurtenissen te reconstrueren. Uit het onderzoek blijkt dat ongeveer zes procent van het genoom goed o vereenkomt met een stuk genoom bij de mens. De helft van dit goed geconserveerde (bewaarde) genoomdeel bevat genen. De andere helft betreft DNA-segmenten die niet rechtsreeks deel uitmaken van genen. Opvallend daarbij is dat een groot deel van dit soort segmenten gevonden wordt in lange gebieden in het genoom die geen genen bevatten, zgn. genwoestijnen. De betekenis van deze genoomdelen is nog niet geheel duidelijk, maar ze hebben waarschijnlijk een functie als regelelement bij het aansturen, zoals aan- en uitschakelen, van genen.
De evolutionaire afstand kip - mens is dusdanig groot dat de zes procent die ze gemeen hebben volledig bestaat uit functionele elementen. Met de weinig verwante zebravis heeft de mens daarentegen alleen nog maar de eiwitcoderende genen gemeen en niet de regelelementen. En in vergelijkingen van de mens met de verwante muis, zien we dat veel genoomgebieden die zelfs geen directe functie hebben toch veel overeenkomsten vertonen. Doordat bij het vergelijken van genomen de genen gaan opvallen tussen de betekenisloze genoomgebieden (gunstige signaalruisverhouding) kunnen het genoom van verschillende dieren een belangrijke bijdrage leveren aan het vergroten van de kennis van de werking van genen bij de mens.
De kennis van de genen bij de kip zal sterk bijdragen aan onze kennis over de (vroege) embryonale ontwikkeling. Doordat een kippenembryo in een ei gemakkelijk is te observeren, gebruiken onderzoekers dit al langer om de embryonale ontwikkeling van gewervelde dieren, waaronder de mens, te bestuderen. Dit genoomonderzoek zal daarom ook bijdragen aan een beter begrip over aangeboren afwijkingen bij de mens.
Voedselbron
De kip (Gallus gallus) is gedomesticeerd in Azië, meer dan 7500 jaar geleden. Alle huidige kippen stammen van deze soort die ook te boek staat als het Bankiva hoen (en internationaal als Red jungle fowl). In de loop van de tijd zijn hieruit honderden rassen en lijnen (bijvoorbeeld mannelijke lijnen met veel borstvlees en vrouwelijke lijnen met een goede vruchtbaarheid) ontwikkeld, die vooral als landbouwhuisdieren miljoenen mensen voorzien van vlees, eieren, veren en mest. De consumptie van kippenvlees en eieren neemt mondiaal nog steeds toe. Naar verwachting zal de kennis over de genen van de kip en de gevonden variatie daarin, het in toenemende mate mogelijk maken om te komen tot een verbetering van eigenschappen, onder andere op het gebied van weerstand tegen ziekten en gedrag, zoals verenpikken.
Wageningen Universiteit