12 April 2011

Een argument voor het nut van de wetenschap

Afgelopen zaterdag 9 april zond Canvas Vranckx een indrukwekkende reportage over hekserij en toverij in de Centraal-Afrikaanse Republiek uit. Wanneer dorpelingen geconfronteerd worden met ziekte, ongeluk of dood, die ze niet kunnen verklaren (en dat is meestal zo) proberen ze iemand van hekserij te beschuldigen. 

Hoe gaat dat? Een tovenares kijkt in de vlammen en ziet de naam van de persoon die het gedaan heeft. Vaak worden mensen ervan beschuldigd dat ze in een kat, rat of hond veranderd zijn. Een jongetje werd er van beschuldigd dat hij 's nachts in een paard veranderd was. De tovenares-medicijnvrouw mag dan getuigen voor de rechter en de beschuldigde wordt vervolgens tot gevangenis straf veroordeeld. De hoogste straf was 7 jaar. De helft van de gevangenen in de gevangenis die de reporter bezocht, zijn veroordeeld voor hekserij. Per jaar worden er op deze manier 100 mensen beschuldigd van hekserij. Dit is allemaal in overeenstemming met de officiële wetgeving waarin hekserij strafbaar gesteld wordt. De reporter ontdekte dat er geen definitie van 'hekserij' in het wetboek staat. Dat doet mij denken aan het geloven in God (waarvan ook geen definitie bestaat) en het opnemen van godslastering in het wetboek van strafrecht in Nederland.
De arme, timide man die werd beschuldigd van de dood van iemand die aan tyfus overleed, bekende tijdens de rechtzitting tot ieders verbazing dat hij zich in een hond veranderd had. We spreken hier niet van honderd jaar geleden, maar 2011.

Deze indrukwekkende en schokkende reportage geeft een krachtig argument voor het nut van de wetenschap. Mensen kunnen niet in dieren veranderen en vice versa. De wetenschap kan een hoop ellende vermijden en voorkomen dat onschuldigen voor iets wat helemaal niet bestaat in de gevangenis belanden. Ionica Smeets gaf hier een goed argument voor zuivere wiskunde (en wetenschap) door er op te wijzen dat nieuwsgierigheid ons verder gebracht heeft. Hier zien we een tweede argument: wetenschap kan voorkomen dat onschuldigen in de gevangenis belanden voor iets wat helemaal niet kan en niet bestaat. Dat is niet gering.

Postscript 16 april

Een derde argument voor het nut van de wetenschap is dat het geloof dat vermalen hoorn van Afrikaanse neushoorns kanker vertraagt, en soortgelijke traditionele Chinese geneeskunst, door de wetenschap ontzenuwt kan worden, en daardoor het fundament onder de handel in bedreigde diersoorten kan ondermijnen en op die manier aan natuurbescherming kan bijdragen.

 

Ionica Smeets geniale verdediging van de zuivere wiskunde, 29 maart 2011 

09 April 2011

Animal Autopsy op National Geographic

Richard Dawkins demonstrates laryngeal nerve of the giraffe

Morgen wordt op National Geographic om 21 uur een aflevering uitgezonden van 'Animal Autopsy'. De site van NG is wat rommelig maar in de krant lees ik het volgende:

"Door het ontleden van dieren kunnen we veel leren over de evolutie. Een ijzersterk argument tegen het geloof in 'intelligent design' komt aan het licht tijdens de autopsie van een giraf. De zenuw die het strottenhoofd van de giraf bedient loopt niet recht vanuit de hersenen naar zijn bestemming. Hij duikt door de lange giraffennek omlaag naar de borstholte, maakt een bocht om een bloedvat en loopt dan de hele weg weer terug omhoog naar het strottenhoofd. Een intelligente ontwerper zou deze omweg van vijf meter eenvoudigweg hebben vervangen door een kortere zenuw van 10 cm, maar de evolutie heeft geen manier om terug te gaan naar de tekentafel. Andere ontdekkingen doet 'Animal Autopsy' vanavond tijdens de autopsie van een witte haai, een leeuw en een tijger." (Trouw vandaag)

De tekst is waarschijnlijk geïnspireerd door het verhaal van Richard Dawkins in The Greatest Show on Earth (p.360-364) waarin hij beschrijft dat hij de autopsy van een giraffe bijwoonde en concludeerde
"the recurrent laryngeal nerve in any mammal is good evidence against a designer. That bizarrely long detour down the giraffe's neck and back up again is exactly the kind of thing we expect from evolution by natural selection, and exactly the kind of thing we do not expect from any kind of intelligent designer" (p.364).

Wanneer dat wordt uitgezonden is mij niet duidelijk. Het Nederlandse gedeelte van de NG site is hier te vinden. Volgens het weekoverzicht zijn morgen de Great White Sharks en de Great Cats aan bod.

Een fragment uit de uitzending is op youtube te vinden:

Richard Dawkins demonstrates laryngeal nerve of the giraffe  

05 April 2011

Synonieme mutaties niet langer synoniem met neutrale mutaties


Er is een nieuwe definitie van neutrale mutaties nodig. Dit blijkt uit een News and Views artikel in de Nature van afgelopen donderdag van de bekende evolutiebioloog Laurence D. Hurst [1] en een eerder artikel in de Scientific American [2]. Het artikel draagt de kernachtige en zeer goed gekozen titel 'The sound of silence' (een verwijzing naar de song van Simon and Garfunkel?). Kort gezegd: er zijn mutaties ontdekt die voor hetzelfde aminozuur coderen (synonieme mutaties dus [3]) maar toch schadelijk kunnen zijn voor het organisme.

Hoe kan dat? Hoe kan een mutatie effect hebben als het eiwit hetzelfde is gebleven? Wat maakt het uit als het op DNA (en RNA) niveau anders gecodeerd is? In een organisme draait toch alles om eiwitten? Moleculair genetisch onderzoek van de afgelopen tientallen jaren heeft aangetoond dat synonieme mutaties ontsnappen aan natuurlijke selectie. Daarom heten ze terecht neutrale mutaties. Tot nu toe waren er ook geen synonieme mutaties geassocieerd met ziekte.

Eén van de recent ontdekte effecten van synonieme mutaties is dat ze splicing ontregelen. U weet daar alles van gezien mijn vorige blogs over introns [7]. Op zich moet je daardoor opnieuw leren denken over wat neutrale en niet-neutrale mutaties zijn, en dat is even wennen, maar het kan nog vreemder.

Er gebeuren op mRNA niveau heel vreemde dingen waar we nu rekening mee moeten houden. MessengerRNA (mRNA) is altijd beschouwd als slechts de brenger van de boodschap (boodschapper RNA). Don't shoot the messenger! Maar er blijkt nu iets fout te gaan met de postcode waardoor de boodschap nooit bezorgd wordt. mRNA is single-stranded. Daarom kan het dubbelstrengs RNA vormen met tegenovergesteld RNA als dat voorhanden is [4]. Dit is niet de bedoeling. Van dubbelstrengs RNA kan de cel geen eiwit maken. Daarom wordt dubbelstrengs mRNA vernietigt. Toch kan dit de normale gang van zaken zijn voor sommige stukken RNA. Vermoedelijk is dit een vorm van regulatie.
Het verrassende is dat er op het niveau van mRNA er dus ook spelregels ten aanzien van de basevolgorde bestaan die totaal niets met eiwit-codering te maken hebben. Als een aminozuur door bijvoorbeeld 6 verschillende DNA-tripletten gecodeerd wordt, hoeven ze dus niet 100% gelijkwaardig te zijn [6].

Nu komt het: door één puntmutatie passen beide enkelstrengs RNA moleculen niet meer op elkaar. Met als gevolg dat het mRNA niet meer vernietigd wordt en dus vertaald wordt naar een eiwit. There you have it: een synonieme mutatie die de oorzaak is van de aan- of afwezigheid van een eiwit. En op die manier ziekte kan veroorzaken. Dat betekent dat niet alleen een eiwit tot het fenotype gerekend moet worden, maar ook het mRNA! Dat is nieuw.

Ik moet nog wennen aan deze nieuwe ontwikkeling. Het centrale dogma van de moleculaire biologie is fundamenteel gewijzigd: boodschapper-RNA is niet alleen boodschapper voor eiwitproductie, het regelt nu ook of er überhaupt en hoeveel eiwit er geproduceerd wordt. Nota bene door middel van een synonieme mutatie. Tot nu toe gold het in de evolutiebiologie dat synonieme mutaties selectief neutraal zijn. Dat is niet meer zo.
De handboeken moeten herschreven worden. Clinisch-genetici moeten bij erfelijke ziektes nu ook testen op synonieme mutaties. Ook mijn review [5] over het boek van Kimura, de uitvinder van neutrale mutaties, moet ge-update worden. Synonieme mutaties zijn immers niet meer synoniem met neutrale mutaties. De beroemde evolutiebioloog Ernst Mayr [5] heeft postuum weer een beetje gelijk gekregen: lang niet alle zgn neutrale mutaties zijn echt selectief neutraal.


Bronnen

  1. Laurence D. Hurst (2011) Molecular genetics: The sound of silence, Nature 31 maart 2011.
  2. J. V. Chamary and Laurence D. Hurst (2009) How Trivial DNA Changes Can Hurt Health, Scientific American June 1, 2009. In de papieren versie heet het artikel 'The Price of Silent Mutations' (veel mooiere titel!)
  3. Silent mutation (wikipedia)
  4. dit wordt microRNA (miRNA) genoemd.
  5. "The neutral theory of molecular evolution" door Motoo Kimura.
  6. Dat er 6 codes zijn voor hetzelfde aminozuur komt doordat de genetisch code redundant is: 64 codes coderen voor 20 aminozuren.
  7. mutaties in introns zijn doorgaans neutraal omdat ze niet coderen voor eiwitten in tegenstelling tot exons.