Doorbraken in humaan genetisch onderzoek Dorret Boomsma Nederlands Tweelingen Register, VU, Amsterdam

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Doorbraken in humaan genetisch onderzoek Dorret Boomsma Nederlands Tweelingen Register, VU, Amsterdam"

Ivo Benjamin Abbink
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Doorbraken in humaan genetisch onderzoek Dorret Boomsma Nederlands Tweelingen Register, VU, Amsterdam

3 Meerlingen in Nederland (CBS): - Ongeveer 30% is eeneiig. - Toename aantal meerlingen is toename van twee-eiige paren. -Toename hangt samen met leeftijd van moeders en met IVF.

4 Tweelingen MZ (eeneiig; identiek) Lijken MZ tweeling paren meer op elkaar dan DZ tweeling paren? Ja -> evidentie voor erfelijkheid DZ (twee-eiig) Monozygote (MZ) paren: Dizygote (DZ) paren: 50% gemiddeld 100% genetisch identiek genetisch identiek Drielingenkunneneen-, twee-, of drie-eiig zijn

Ja -> evidentie voor erfelijkheid DZ (twee-eiig) Monozygote (MZ) paren:

5 Belangrijkedoorbrakendankzij tweelingonderzoek Syndroom van Down stress tijdens de zwangerschap? Ijskast moeder Autisme Smarties (kleurstoffen) ADHD Folstein S, Rutter M. Genetic influences and infantile autism. Nature. 1977, 726 Bobb AJ, Castellanos FX, Addington AM, Rapoport JL. Molecular genetic studies of ADHD: 1991 to Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2005, Multiple sclerose bij volwassenen Ebers GC, Bulman DE, Sadovnick AD, P et al. A population-based study of multiple sclerosis in twins. N Engl J Med ;315(26):

1977, 726 Bobb AJ, Castellanos FX, Addington AM, Rapoport JL. Molecular genetic studies of ADHD: 1991 to 2004.

6 Down syndroom Voor het eerst beschreven door Langdon Down in 1866 Komt vaker voor bij oudere moeders Oorzaak was lang onbekend Men dacht dat stress tijdens de zwangerschap leidde tot Down syndroom (Stott, 1958)

Oorzaak was lang onbekend Men dacht dat stress

7 Down syndroom: Eeneiige tweelingen altijd beide aangedaan(concordant). Twee-eiige tweelingen niet Lejeune, Gaultin en Turpin

8 The youngest child of Charles and Emma Darwin may have had Down syndrome. In addition to the baby s facial features and placid disposition, Emma s advanced maternal age also supports a retrospective diagnosis of Down syndrome. Steensma DP. Down syndrome in Down House: trisomy 21, GATA1 mutations, and Charles Darwin. Blood, 2005

maternal age also supports a retrospective diagnosis of Down syndrome. Steensma DP.

9 Lijken eeneiige tweelingen(mz) meerop elkaar dan twee-eiige (DZ)? Ja: danwordtdat waarschijnlijk verklaard door hun grotere genetische overeenkomst (DNA) Met wiskundige modellen kanhet belangvan erfelijke aanleg worden geschat

10 1986: NTR (Nederlands tweelingen register) Benader alle Nederlandse gemeenten en vraag naar adressen van tweelingen Eerste onderzoek (1983): cardiovasculair risico Benader ouders van pasgeboren tweelingen en vraag inschrijving in NTR Voorts: inschrijvenvia NTR website, pers, oproepen in Twinfo

cardiovasculair risico Benader ouders van pasgeboren tweelingen en vraag

11 100% 80% 60% 40% 20% 0% Erfelijkheid van IQ scores Leeftijd Blauwgeefthet belangvan erfelijkheid Geelgeefthet belangvan gezinsomgeving

12 Grote aantallen: Vragenlijst onderzoek

13 Vragenlijst onderzoek (YNTR) Geboorte AGE 2 > paren (geboren na 1986) Motorische ontwikkeling, groei, temperament AGE 3 Gedrag- en emotionele problemen (ouders) Data verzameling AGE 5 AGE 7 Gedragsproblemen (ouders), groei, gezondheid Gedrag - school (ouders,leerkrachten) AGE 10 Gedrag - school (ouders,leerkrachten) AGE 12 Gedrag - school (ouders,leerkrachten) AGE 14/16 Zelfbeoordelingen AGE 18 ++

problemen (ouders) Data verzameling AGE 5 AGE 7 Gedragsproblemen (ouders), groei, gezondheid Gedrag -

14 Eeneiigetweelingen: wieis de roker? (picture in BMJ Oct.6,2001)

15 Twin Res Hum Genetics, 2005 J Pediatr J Am AcadChild Adolesc Psychiatry Ned Tijdschr Geneeskd 2004 J of Pregnancy 2011

16 Volwassen NTR: 2-5 jaarlijkse vragenlijsten - tweelingvragen, gezin, demografie -(geboorte)gewicht, lengte, gezondheid, medicatie - opleiding, werk, religie - lifestyle (sport, roken, alcohol) -personalijkheid(bijvneuroticisme, extraversie) - Angst en depressie - belangrijke gebeurtenissen - agressie, ADHD - welbevinden -slaap -veelmeer > deelnemers

-personalijkheid(bijvneuroticisme, extraversie) - Angst en depressie - belangrijke gebeurtenissen - agressie,

17 Erfelijkheid Gezinsomgeving Omgeving(ongedeeld)

18 Geschiedenis Tegen de astrologie formuleert Augustinus ( ) bezwaren: Waaromverschiltde levensloopvan tweelingen die onder hetzelfde gesternte zijn geboren?

19 Francis Galton ( ) familie van Darwin Uitvinder van tweelingonderzoek Wistnietdater2 soorten tweelingenzijn(eeneiigen twee-eiig) Galton F: The history of twins as a criterion of the relative powers of nature and nurture. Journal of the Anthropological Institute of Great Britain and Ireland 5: , 1875.

history of twins as a criterion of the relative powers of nature and nurture.

20 Edward Lee Thorndike ( ) Amerikaans psycholoog die het eerste intelligentie onderzoek bij tweelingen deed (ook hij wist nog niet dat er 2 soorten tweelingen zijn)

22 Meer geschiedenis Hermann Werner Siemens (1891, Charlottenburg , Leiden) Dermatoloog, een van de uitvinders van tweelingonderzoek 1924 Die Zwillingspathologie In 1929 benoemd in Leiden

24 Dochters van Waardenburg

25 1955

26 Nl Tijdschrift voor geneeskunde,1959 / 1960

29 DNA Erfelijke informatie ligt opgeslagen in DNA. Stukken DNA vormen genen. Genenliggennaastelkaarop chromosomen. aantal chromosomen Mens 46 Fruitvliegje 8 Chimpansee 48 Hond 78 Paard 64 Muis 40 Ui 16 Erwt 14 Zwartemoerbei 308 (vóór1950 dachtmen 48) Planten hebben ~ 50 duizend genen. Mens, muis en rat ~ 25 duizend genen. Insecten en wormen tussen de 10 en 20 duizend genen. Alle genen van een organisme worden samen genoom genoemd.

30 3miljard letters [1miljard is duizend miljoen = 10 9 ] In het Engels is dit billion [niet verwarren met biljoen = duizend miljard] Verschillen in DNA sequentie tussen mensen: ongeveer 1 op 1000 base paren 1:1000 = 0.1% 1 DNA steng wordt afgelezen en codeert voor RNA -> eiwit

31 DNA Sequentie verschillen DNA codon Amino zuur eiwit Single Nucleotide Polymorphism (SNP): 1 letter verschillen

32 Humaan genoom project Sequentievan alledna letters in het genoom. Positievan alle(~25,000) genen in het humane genoom (fysiek& functioneel). Start in 1990 o.l.v. James D. Watson (NIH). Eerste versie klaar Bijnacomplete versiein 2003 (NIH& Celera Corporation o.l.v. Craig Venter).

33 2007

34 It took 4 months, a handful of scientists and ~ US$1.5 mil to sequence the genome of DNA pioneer James Watson

36 Het genoom in kaart gebracht van twee Afrikanen:!Gubi, een San-jager uit Namibië, en de bisschop Desmond Tutu.!Gubi sgenoom is het eerste van een Afrikaanse minderheidsgroep [de oudste tak van Homo sapiens]. Van drie andere jagers uit de Kalaharibekeken de onderzoekers alleen gedeelten van het genoom die coderen voor eiwitten. Het complete genoom van Tutu diende als vergelijkingsmateriaal. Genen die zijn geïdentificeerd bij de San houden verband met hun dieet en leefwijze. Zo hebben ze geen gen voor resistentie tegen malaria [de Kalahariwoestijnis vrij van malaria]. Vier mannen, onder wie Tutu, hebben een gen dat verband houdt met een hoge minerale dichtheid van hun botten en met lichaamskracht. Drie hebben genen die zorgen voor sprintaanleg. Eén man, uit de woestijn, heeft een gen dat zorgt voor absorptie van chloride-ionen, wat helpt bij het vasthouden van zout en water.

38 GoNL: Genome of the Netherlands NL Twin Register Lifelines Leiden Longevity Rotterdam Study

44 Principale Componenten Analyse op basis van SNPs(NTR & NESDA) Adel Abdellaoui et al, Eu J Hum Genet, 2013

46 The White House -June 26, 2000 Venter Clinton Collins

47 MZ and DZ twin concordance for complex disease Probandwise concordance(%) DZ MZ twins twins Diabetes Type Diabetes Type Multiple Sclerosis Crohn Disease 38 2 Ulcerative Colitis 15 8 Alzheimer's Disease Parkinson Disease Schizophrenia Major Depresssion

48 Personalized medicine? Incomplete concordantiebijmz tweelingengeeftaandathet genoom geen voorspeller is op individueel niveau. Een zelfde genotype leidt lang niet altijd tot een zelfde uitkomst qua gezondheid of gedrag. Er is dus geen sprake van genetisch determinisme. Ditis van belangvoor de discussieover genomic risk prediction en de ethische aspecten van genetisch onderzoek.

Vergelijkbare documenten

Genen. Eiwitten. Synapsen. Zenuwcellen. Netwerken. Systemen. Gedrag. Epigenetica / Gen-expressie / discordante tweelingen

Genen. Eiwitten. Synapsen. Zenuwcellen. Netwerken. Systemen. Gedrag. Epigenetica / Gen-expressie / discordante tweelingen Gen Gedrag Gedrag Gen KNAW, 15 april 2015 Genen Eiwitten Synapsen Zenuwcellen Netwerken Systemen Gedrag Epigenetica / Gen-expressie / discordante tweelingen NTR - KNAW Tweelingonderzoek: geschiedenis &