Ontdekking: menselijk embryo produceert 3 mutaties per celdeling

wikipedia: dna replicatie

In een artikel over mutaties in het menselijk embryo in Nature 30 maart las ik een intrigerende opmerking die me aan het denken en het rekenen heeft gezet:

"We schatten dat er bij benadering bij iedere celdeling 3 puntmutaties per cel optreden". [1]

Dus na 1 celdeling van de bevruchtte eicel heb je 2 cellen met ieder 3 mutaties, 6 in totaal. Want de helft van iedere nieuwe DNA-helix is nieuw gesynthetiseerd en bij iedere kopieeractie kunnen fouten optreden.

De kans is uitermate klein dat die mutaties hetzelfde zijn. Ze zullen door toeval verschillend zijn. Je hebt dus na de eerste deling van de bevruchte eicel 6 unieke mutaties. Bij de tweede delingsronde heb je 4 cellen met in totaal 4 x 3 = 12 nieuwe mutaties, wat een totaal oplevert van 12 nieuwe + 6 oude = 18 totaal. Je krijgt dus een accumulatie van mutaties. Iedere nieuwe generatie cellen in het embryo lichaampje produceert nieuwe mutaties maar heeft nog steeds de mutaties in zich van al zijn voorouder-cellen.

Aannames:

• strikt regelmatige celdeling (iedere cel deelt even vaak)
• nieuwe mutaties herstellen niet de vorige mutaties (geen terugmutatie)
• iedere nieuwe cel produceert gemiddeld 3 mutaties volgens [1]
• er ontstaan géén muaties als de cel niet deelt
• de mutaties in iedere cel zijn uniek (dwz komen niet in andere cellen voor)
• de mutatiefrequentie blijft constant in de loop van de ontwikkeling van het embryo en gedurende de rest van het leven van het individu
• iedere cel die ontstaat blijft leven tot in het volwassen lichaam (geen vervanging van cellen)
• tenslotte: uitwendige invloeden (roken!) worden buiten beschouwing gelaten

Laten we voorlopig vertrekken vanuit deze aannames. Hoeveel cellen heeft een volwassene? De beste schatting/berekening die ik ben tegengekomen is 37 triljoen [2], dat is 37 x 10¹² (37 x 10 tot de macht 12; een miljard is 10⁹ ), dan zouden er alleen al in de huidige cellen van ons lichaam 37 x 3 = 111 x 10¹²  (111 x 10 tot de macht 12) nieuwe mutaties zitten. Dus mutaties die bij de laatste celdelingsronde ontstaan zijn. Daar moet je dus nog alle mutaties bij optellen die ontstaan zijn bij alle voorgaande celdelingen.

Hoeveel celdelingen heeft het lichaam doorgemaakt? Volgens een tabel in de wikipedia [3] moet iedere cel in het volwassen lichaam gemiddeld 45 delingen maken om tot 37 triljoen cellen te komen. Dit is pure rekenkunde. Je hebt dus eigenlijk verbazingwekkend weinig delingsrondes nodig om triljoenen cellen te produceren. Uitgaande van bovenstaande aannames.

Dus iedere cel moet 45 x 3 = 135 (zeer waarschijnlijk) unieke mutaties in zijn DNA hebben verzameld [9]. In totaal zouden er in het menselijk lichaam dan 135 x 37 x 10¹² ≈ 5000 x 10¹² oftewel 5 x 10¹⁵ mutaties aanwezig zijn! Dat aantal is groter dan het totaal aantal bases dat we überhaupt in ons DNA hebben. Want we hebben 6 miljard (6x10⁹ baseparen) in een lichaamscel! [4]. Dat totaal aantal bases in ons genoom is per definitie ook het totaal aantal unieke puntmutaties. ZIjn er meer mutaties dan dat, dan moeten er noodzakelijkerwijs herhalingen van reeds bestaande puntmutaties voorkomen [7]. Hoe dan ook, uniek of herhalingen:

Waarom zijn we niet allemaal ziek?
Waarom hebben we niet allemaal kanker?
Waarom zijn we niet allemaal dood?

1. Dat ontzagwekkende hoge aantal mutaties zit niet in iedere cel, maar is verdeeld over alle cellen
2. cellen met fatale mutaties (of teveel mutaties) zullen doodgaan gedurende de ontwikkeling van het embryo (= natuurlijke selectie)
3. embryos die te veel fatale mutaties verzamelen zullen niet levend geboren worden (= natuurlijke selectie)
4. het menselijk DNA bestaat voor 95% uit 'niet-coderend DNA' (DNA dat niet codeert voor eiwitten) en plm 5% uit 'coderend DNA' [11]
5. door een nieuwe puntmuatie ontstaat er een heterozygote toestand voor die mutatie. Als die mutatie dominant is, kan het een nadelig effect hebben voor de cel, als die mutatie recessief is, zal het nauwelijks effect hebben voor die ene cel [8]

Omdat iedere cel gemiddeld 'maar' 135 unieke mutaties heeft, en de kans dat een willekeurige mutatie in een eiwit-coderend stuk DNA (een gen) valt 5% is, levert dit gemiddeld 5% van 135 = 6 - 7 mutaties in een eiwit-coderend gen op. Voor iedere cel. Breiden we dit uit tot al het functioneel DNA in ons genoom, 8,2% [11] dan komen we op plm. 10 schadelijke mutaties in onze lichaamscellen die ontstaan zijn ná de bevruchting.

Introns  

(toegevoegd: 19 april) [10]

Maar een gen bestaat uit exons en introns. De introns zijn de delen die eruit geknipt worden voordat er een eiwit van gemaakt wordt. De mutaties die in introns vallen, hebben doorgaans geen effect. Met enkele uitzonderingen: wanneer het proces van uitknippen zelf verstoord wordt. De kans daarop is klein omdat het maar om een paar bases gaat. De kans dat een mutatie in een intron valt, komt overeen met het percentage van de totale lengte van alle introns in een gen. Dat percentage is helaas zeer variabel. En er is moeilijk goede statistische informatie over te vinden. Een gen kan voor 99% uit introns bestaan, maar ook uit 1 enkel exon. Om aan de veilige kant te blijven neem 50%, dus dan kom ik op 3-4 mutaties in het eiwitcoderende gedeelte van eiwitcoderende genen.

Dit is nog niet het hele verhaal. Want een puntmutatie hoeft niet een ander aminozuur op te leveren. Dit komt omdat een aminozuur door meerdere synonieme DNA codons (tripletten) wordt gecodeerd [5]. Door het mechanisme dat die base tripletten koppelt aan aminozuren is er plaats voor 64 aminozuren, maar er zijn maar 20 aminozuren. Dus 44 DNA tripletten zijn redundant, dat is 44/64 = 68% is redundant. De kans dat een willekeurige mutatie (d.w.z. een base substitutie) een ander aminozuur oplevert is dus 32% (ongeveer een derde). Dat betekent dat iedere cel in een volwassen individu naar verwachting plm. 1 mutatie heeft die een ander aminozuur in een eiwit oplevert [10]. En dat kán een schadelijk effect hebben op het functioneren van het eiwit. Het hangt er vanaf hoe de driedimensionale structuur van het eiwit beïnvloed wordt.

Tenslotte dit: één cel is maar één cel. Als één cel beschadigd raakt, gaat hij dood of wordt actief opgeruimd. Ieder orgaan bestaat uit miljoenen cellen. Eentje mis je niet [6]. In de evolutiebiologie noemt men dit: Disposable soma theory. Het lichaam is een wegwerp voertuig. De genen hebben het 'eeuwige leven'.

Er is één grote uitzondering op de vuistregel dat een enkele cel niet telt: iedere tumor ontstaat uit één enkele gemuteerde cel. Dan ontstaat er vroeg of laat kanker. Het hoeft ons nu niet meer te verwonderen waar kanker vandaan komt. Het is een ziekte van ons wegwerplichaam. Maar dat is een ander verhaal.

Beschouw dit blog als een back-of-the-envelope calculation. Dat komt natuurlijk omdat ik me gebaseerd heb op niet te weinig aannames. Het voert te ver om daar nu op in te gaan. Het basisgegeven waar ik dit blog op gebaseerd heb, komt uit de peer-reviewde wetenschappelijke literatuur [1]. 
Omdat de auteurs van het artikel daar verder niet op in zijn gegaan, is de rest van dit blog gebaseerd op mijn rekenwerk en algemene kennis van de biologie. Dat ons lichaam triljoenen mutaties heeft is voor mij nog wel even wennen.

Noten

1. "We estimate that approximately three base substitution mutations occur per cell per cell-doubling event in early human embryogenesis and these are mainly attributable to two known mutational signatures" in: Somatic mutations reveal asymmetric cellular dynamics in the early human embryo, Nature 30 maart 2017 (Article preview)
2. How Many Cells Are In Your Body?  National Geographic
3. Wikipedia: Power of Two: 2⁴⁵ = 35,184,372,088,832 (plm 35 triljoen)
4. we hebben 3 miljard baseparen in een enkele (haploide) set chromosomen en 6 miljard in een diploïde set. 
5. Er zijn 4 x 4 x 4 = 64 tripletten (=codons) in de genetische code en maar 20 aminozuren. Dat betekent dat gemiddeld ieder aminozuur door 3 codons wordt gecodeerd.
6. zaterdag 8 april. Als de mutatie in die ene cel niet dodelijk is voor de cel, zal die cel de mutatie doorgeven naar zijn dochtercellen, etc. en zal er een groep dochtercellen ontstaan  met allemaal diezelfde mutatie. Het effect van die mutatie kan dan vergroot worden. Vooral als de mutatie dominant is en vooral als deze vroeg in de ontwikkeling optreedt. Hoe eerder in de ontwikkeling, hoe groter de groep cellen die het hebben.
7. maandag 10 april: Eerder had ik staan: "Dus er zijn dus grofweg een miljoen maal meer (unieke) mutaties in ons lichaam!" Maar er kunnen natuurlijk niet meer unieke mutaties zijn dan het totaal aantal bases in ons genoom! Excuses voor de mogelijke verwarring! Of mutaties uniek zijn of herhalingen, maakt verder niets uit voor het betoog.
8. (toegevoegd maandag 10 april 2017)
9. Een lezer wijst erop dat onderzoekers uitkomen op het aantal van meer dan 100 mutaties in neuronen van de muis in dit belangrijke en tamelijk geniale artikel: By cloning mouse neurons, scientists find brain cells with 100+ unique mutations. (Science Daily, 4 maart 2016) (met dank aan Harry)
10. woensdag 19 april: het gedeelte over introns heb ik toegevoegd, met als gevolg dat de berekening die daarop volgt ook is aangepast (halvering van frequentie).
11. Een schatting/berekening van het percentage van het genoom dat functioneel is 8,2%. Hier is behalve eiwit-coderend DNA ook regulerend DNA meegeteld. bron: "8.2% of the Human genome is constrained: Variation in rates of turnover across functional element classes in the human lineage" toegevoegd 5 mei 2017

De volgende stap: het synthetiseren van het complete menselijke DNA

Menselijke chromosomen (aangekleurd) *)
©Science, Jun. 2, 2016 [1]

Is het technisch mogelijk om een mens te creëren op basis van synthetisch DNA? In principe: ja. In mijn vorig blog beschreef ik dat de eerste 6 chromosomen van de gist in het lab gesynthetiseerd zijn. Technisch gezien, kunnen we het. Sinds 2004 kennen we de basevolgorde van het menselijk DNA, dus dan kunnen we ook het totale menselijk DNA 'in de reageerbuis' synthetiseren. DNA is tenslotte een heel lang polymeer. Weliswaar is het duizenden tot miljoenen bases lang, maar omdat het een herhaling is van steeds dezelfde 4 bouwstenen A, T, C, G, kan het door een robot gesynthetiseerd worden. Simpel gezegd: het is een kwestie van opschalen van klein naar groot:

virus (Poliovirus)	0,007 miljoen base paren lang (7.500 bp)
Mycoplasma genitalium	0,5   miljoen base paren lang
bacterie (E. coli)	4     miljoen base paren lang
gist (S. cerevisiae)	12     miljoen base paren lang
mens (Homo sapiens)	3.000     miljoen base paren lang (3 miljard)

Nu is de gist nog niet compleet gesynthetiseerd, maar dat is een kwestie van een paar jaar. Het menselijke DNA is 250x zo groot. Dat vergt dus 250x zoveel geld, tijd, mankracht en laboratoriumcapaciteit. Game-changing technologische innovaties zijn dus nodig. Maar menselijke chromosomen zijn niet wezenlijk anders dan die van de gist (zijn beide eukaryoten).

 

Van gist naar mens

De stap van de ééncellige gist naar de mens is groot. Waarschijnlijk wordt gekozen voor de tussenstap muis, hond, varken, chimpansee. Wanneer dat gelukt is, kan de mens aan bod komen. Vanwege ethische bezwaren, zullen in eerste instantie menselijke cellen zoals HeLA cellen of fibroblast cellijnen gekozen worden. Die worden al jaren in het lab gekweekt en daar kleven geen ethische bezwaren aan. Daarna zouden organen of organoïden gemaakt kunnen worden.

 

Hoe?

Hoe zou dat in principe gaan met de mens? Het gesynthetiseerde DNA in de vorm van 23 paar chromosomen (dus een complete diploïde set van 46 chromosomen) zou in een genetisch lege menselijke eicel ingebracht kunnen worden en geïmplanteerd in een draagmoeder. Precies zo als het gaat bij IVF. Als alles goed gaat zou je na 9 maanden een baby hebben die volledig gebaseerd is op synthetisch DNA. 

 

Wie?

Ik denk dat als de techniek en ethiek zover is, dat bijvoorbeeld stellen met ongewenste onvruchtbaarheid, mensen met erfelijke ziektes, en homo- en lesbische stellen met kinderwens geholpen zouden kunnen zijn met de synthetisch DNA methode. Het zijn mensen die sowieso gekozen zouden hebben voor In Vitro Fertilisatie en/of draagmoeder. En deze techniek geeft de mogelijkheid erfelijke eigenschappen van de 'ouders' in het kind terug te zien. Dat is anders niet mogelijk voor deze doelgroep.

 

Waarom?

Ik heb me al langer met genetica van de mens beziggehouden en me zorgen gemaakt (zie: Hamilton William Hamilton's worries about the future of the human genome). Kinderen zijn te kostbaar en te belangrijk om aan het toeval over te laten. De gangbare voortplanting is een loterij. Dat heb ik in enig detail uitgewerkt in het blog: Russiche roulette of  Designer babies? Ouders willen hun kind de beste opvoeding en de beste opleiding geven, proberen hun kind af te houden van roken en andere slechte gewoontes, waarom zouden ze dan de genetische gezondheid aan het toeval overlaten? Welke ouder wil er geen geestelijk én lichamelijk gezond kind om het zo de beste kansen in de maatschappij te geven?
Wat mijzelf nog het meest motiveert om over synthetisch menselijk DNA te schrijven is het besef dat de oorzaak van medische problemen, invaliditeit, ouderdomskwalen, en de grootste rotziekte aller tijden, kanker, veroorzaakt worden door domme, blinde moleculen. Dat laat je toch niet gebeuren? Een mutatie is een ongewenste verandering in ons DNA. DNA is een chemische stof. We gaan toch niet ons lot in handen leggen van domme blinde moleculen? Dat deden we vroeger toen we niet beter wisten en niet beter konden. Nú weten we beter en kunnen we beter. Dan moet je ook handelen naar de kennis die je hebt. (zie verder: Levensbeschouwing hieronder.)

 

Wat?

-Technische verbeteringen: 

 
DNA is niet zo perfect (dit blog), het heeft zwakke plekken (dit blog), de stabiliteit van DNA wordt schromelijk overdreven (dit blog). Denk aan retrotransposons (dit blog), virussen die in ons DNA zijn geïntegreerd, nutteloze introns (dit blog), en repetitieve elementen die de stabiliteit van ons DNA bedreigen en natuurlijk duizenden erfelijke ziektes (zoals bijvoorbeeld de 'Volendammer ziekte' waar ik vorig jaar over blogde). Ons DNA kan wel wat datacompressie en ruisonderdrukking gebruiken.
Die foute stukken DNA kun je makkelijk weglaten uit synthetisch DNA. Hoewel je tegenwoordig makkelijk fouten kunt corrigeren met CRISPR/Cas9 technieken, wordt dat bewerkelijk als je vele fouten wilt corrigeren en is het handiger om DNA op de computer te corrigeren en daarna synthetiseren. Dat is in de ware zin van het woord preventie van erfelijke ziektes. Niet wachten tot een erfelijke ziekte zich openbaart, maar van begin af aan DNA ontwerpen zonder erfelijke ziektes. En niet te vergeten de kans op kanker verkleinen (kankerspecialisten hebben daar vele ideeën over).

-Inhoudelijke verbeteringen:

 
In de verre toekomst, over zo'n 30 tot 50 jaar, als onze kennis voldoende gevorderd is, zou je ook meer inhoudelijke wijzigingen het menselijk DNA kunnen aanbrengen. Zoals de erfelijke aanleg tot obesitas, alcohol- en harddrug verslaving, moderne welvaartziektes, etc. Het zou mooi zijn als de synthetisch DNA methode onze ongunstige dierlijke kanten zou kunnen elimineren en onze goede eigenschappen zou kunnen versterken.

Waar?

De synthetische humane DNA techniek zal niet in de landen toegepast gaan worden met een sterke oppositie tegen bijvoorbeeld stamcelonderzoek, kloneren, prenatale diagnostiek, gentherapie, etc (VS, Europa). In Engeland is de mitochondrial replacement therapy toegestaan (dit blog), dus dat land maakt een kans. Ik verwacht dat China of Zuid-Korea het voortouw zullen nemen en een voorsprong zullen opbouwen. Dit ondanks Amerika het initiatief heeft genomen. Daar zal het minder controversieel, fundamenteel onderzoek plaatsvinden.

 

Keuzevrijheid

Omdat je werkelijk de volledige vrijheid hebt in de keuze van de DNA volgorde, zijn er ontelbare keuzes te maken:

• Je kunt het DNA van het toekomstige kind baseren op de DNA volgorde van de vader en de moeder (die je dus eerst heb moeten sequencen) zodat het kind op de vader en moeder lijkt.
• Je kunt het DNA nemen van de standaard Human Genome Sequence (aangenomen dat deze vrij is van erfelijke ziektes!)
• de vorige keuzes maar dan 'opgeschoond' DNA (dit begint op 'designer baby' te lijken, maar een mens wordt niet van de grond af aan ontworpen!)
• Je kunt een genetische kloon van vader of moeder maken 
• etc

Hoe dan ook, de volledige vrijheid om de DNA volgorde te kiezen is precies datgene waarin synthetische DNA zich onderscheidt van alle vormen van gentherapie.

 

Human Genome Project-Write

Ik heb me al langer met menselijke genetica beziggehouden (zie hier). Maar, ik ben niet de eerste die voorstelt om het menselijk genoom te synthetiseren en te verbeteren. Genetici hebben al gesproken over het 'Human Genome Project-Write' (HGP-write) [1,2]. Dit is het logische vervolg op het 'Human Genome Project-Read' dat reeds afgerond is. Als je de DNA volgorde gelezen hebt, kun je hem in principe ook schrijven. De doelstellingen die de auteurs noemen liggen op technologisch en medisch gebied [3].

 

Terughoudendheid

In mijn visie moeten er strikte kwaliteitseisen gesteld worden aan synthetisch menselijk DNA. Wordt er altijd opgeschept in commerciële kringen hoe snel DNA gesequenced kan worden, zelden zie je het foutenpercentage vermeld [6]. Bij de DNA synthese moet het foutenpercentage lager liggen dan dat bij het op natuurlijke wijze maken van een baby. Anders heeft de hele onderneming geen zin.
Er zijn redenen voor enige terughoudendheid en bescheidenheid: we weten nog steeds niet hoeveel genen de mens precies heeft en wat de functie is van alle DNA. En wetenschappers hebben het gist project nog niet eens afgerond. Bovendien kun je niet ervaring opdoen door te experimenteren met het maken van een mens en kijken of het werkt! Want stel dat het een baby met gebreken oplevert. Dat is in strijd met het doel om gezonde mensen te maken. En er is altijd een grote weerstand geweest tegen gentherapie die mogelijk effect heeft op de volgende generatie (germline genetherapy). Aan de andere kant maken mensen al duizenden jaren kinderen zonder dat ze verstand hebben van DNA.

 

Levensbeschouwing

Dat moleculen dode materie zijn, géén wil en géén bedoeling hebben zal ieder weldenkend mens, die een beetje goed opgelet heeft op school, accepteren. Het is wel een filosofische uitspraak, want niet empirisch te onderzoeken. Maar het zijn precies die blinde moleculen die ellende voor de mens veroorzaken. Dus, wat verhindert je dan om die moleculen te corrigeren? Nu zou je op grond van je levensovertuiging [4] principieel niet willen ingrijpen in het DNA [5]. Maar, de dagelijkse praktijk wijst uit dat niemand zich volgens dat principe gedraagt. Mensen nemen aspirine als ze hoofdpijn hebben. Hoofdpijn heeft moleculaire oorzaken. Dat is ook ingrijpen. Moleculen zijn niet heilig. Menselijke kankercellen zijn ook niet heilig en worden vernietigd. Respect voor moleculen en cellen is niet nodig. Respect voor mensen wel. 

 

 

Noten

1. Scientists reveal proposal to build human genome from scratch, Kelly Servick, Jun. 2, 2016 (is het commentaar van Science)
2. Jef D. Boeke et al (2016) The Genome Project-Write (Science 08 Jul 2016) is het artikel van wetenschappers.
3. "HGP-write will aim to address a number of human health challenges. Potential applications include growing transplantable human organs; engineering immunity to viruses in cell lines via genome-wide recoding; engineering cancer resistance into new therapeutic cell lines; and accelerating high-productivity, cost-efficient vaccine and pharmaceutical development by using human cells and organoids. 
4. Happy Bach BWV 35: "Gott hat alles wohl gemacht". Niet dus! "Den Tauben gibst du das Gehör, Den Stummen ihre Sprache wieder,". Niet dus!
5. In Duitsland zou er een "cultural aversion to interfering with nature" bestaan volgens een terloopse opmerking in een Nature artikel. Er wordt geen bron genoemd. Dat zou dan een niet-religieuze opvatting zijn. (30 maart 2017)
6. In Nature van 4 Aug 2021 vraagt een News artikel aandacht voor fouten in DNA studies:  Errors in genetic sequences mar hundreds of studies. Een ernstig probleem. Kennelijk zijn onderzoekers onkritisch en niet echt geinteresseerd in het elimineren van fouten in hun DNA onderzoek. Het is goed dat Nature daar aandacht aan geeft.
   

 

*) De foto aan het begin van het blog toont geen synthetische chromosomen, maar normale chromosomen die met geavanceerde chromosoomspecifieke kleuringstechnieken zijn aangekleurd.!

Postscript

NOS dinsdag 28 maart 2017:
Gezondheidsraad wil embryo's laten kweken voor onderzoek

"De Gezondheidsraad vindt dat er embryo's mogen worden gekweekt voor onderzoek. Wetenschappers kunnen dan erfelijke ziektes uit die embryo's halen. De raad adviseert de regering om de Embryowet aan te passen.
...
In de embryo's kan het DNA worden veranderd. Het 'zieke' DNA wordt eruit geknipt en daarvoor in de plaats komt een ander stukje DNA. Ouders met een erfelijke ziekte zoals de ziekte van Duchenne, taaislijmziekte of de ziekte van Huntington geven die dan niet meer door aan hun kind."

Commentaar: mogelijkerwijs is dat 'ander stukje DNA' gesynthetiseerd DNA. Een gen, of deel van een gen, kan makkelijk gesynthetiseerd worden.

Intelligent ontworpen DNA

Saccharomyces cerevisiae (gist)

In mijn vorig blog eindigde ik met "Over één ding zijn wetenschappers het eens: DNA wordt 'gelezen', 'gecopieerd', 'vertaald', maar niet 'geschreven'. Er bestaat géén DNA schrijfproces. Er is géén auteur."
Maar, er is één uitzondering op de stelling dat DNA niet geschreven wordt: door de mens gesynthetiseerd DNA. Synthetisch DNA.

16 gist chromosomen (Science 10 Mar 2017)

In de Science verscheen er een serie research artikelen die rapporteren over de synthese from scratch van de eerste 5 van de 16 chromosomen van gist (Saccharomyces cerevisiae). Dat betekent synthese vanuit losse bases en andere chemische componenten in het laboratorium. De onderzoekers hebben vervolgens de betreffende natuurlijke gist chromosomen  vervangen door de synthetische chromosomen. Daarna kwam het testen van de werkzaamheid van de gesynthetiseerde chromosomen. Het doel is alle 16 chromosomen van gist te synthetiseren.

Het motto is:

"je begrijpt pas iets als je het kunt maken"
"What I cannot create, I do not understand". 

Omdat het om miljoenen bases gaat [1], is de kans groot dat er iets fout gaat met de synthese en de gist een lagere fitness heeft, niet groeit, niet deelt of doodgaat. Daarom is het esentieel de synthetische chromosomen te debuggen (dit woord wordt letterlijk gebruikt in de publicatie's). In dit geval is het gebruik van een term uit de computerwereld volkomen terecht.

Maar het zijn niet alleen de zelfgemaakte fouten die ze willen corrigeren. In het wildtype gist DNA zitten vele zwakke risicovolle plekken zoals transposable elements en introns die ze weggelaten hebben in de synthetische chromosomen. Zeg maar: het verbeteren van wat de natuur heeft voortgebracht. Dat wil zeggen stabielere en gestroomlijnde chromosomen. We kunnen dus met recht zeggen dat deze chromosomen intelligent ontworpen zijn. Oftewel: Intelligent Design! En inderdaad: dit DNA is géén tekst, en bevat géén boodschap, maar heeft wél een auteur. Zelfs meerdere auteurs.

• Nature: Synthetic yeast chromosomes help probe mysteries of evolution 9 maart 2017
• Science: Building on nature's design 10 maart 2017

Noten

1. Het kleinste menselijk chromosoom, nr 21, is groter dan het totaal aan chromosomen in de gist. Het synthetiseren van menselijke chromosomen ligt dan ook nog buiten het bereik van de huidige technologie.