Streven. Jaargang 17

[p. 872]

De betekenis van de nucleïnezuren voor de mens en zijn nageslacht
A. Thiadens S.J.

IN 1957 werd de Nobelprijs toegekend aan A. Todd als erkenning voor zijn baanbrekend werk op het gebied van de chemische genetica. In 1958 ontvingen J. Lederberg, G.W. Beadle en E.L. Tatum de Nobelprijs voor hun research betreffende de overdracht van erfelijke eigenschappen. In de nieuwe handboeken der genetica wordt het jaar 1958 aangeduid als het geboortejaar van de moderne wetenschap der erfelijkheidsleer; van de moleculaire biologie en de moleculaire genetica.

Het tijdperk waarin het fruitvliegje gediend had als het laboratoriumdier bij uitstek voor genetische experimenten, was gesloten - de schimmel, neurospora, bacteriënculturen en bacterieophagen namen zijn plaats in. Oude terminologieën werden afgeschaft, nieuwe vaktermen ontstonden. De biochemicus met zijn chemische analysen en methoden trad binnen in het domein der erfelijkheidsleer. De resultaten van S. Ochoa en A. Kornberg werden in 1959 al met een Nobelprijs gehonoreerd. Toen in 1962 deze onderzoekers hun experimenten met artificiële virus publiceerden en het ‘Kornbergenzym’ algemeen erkend was in de gelederen der biochemici, ontvingen J. Watson en F. Crick hun Nobelprijs voor het model van het DNA dat zij in 1953 de wereld vertoonden. Wat betekenen die magische lettercombinaties RNA en DNA, die heden in allerlei kranten, tijdschriften en boeken gebruikt worden? Welke stormachtige ontwikkelingen grijpen heden ten dage plaats in deze biologische wetenschappen? Is het waar dat zich voor de mensheid ongekende mogelijkheden openen, ingrijpender dan de vinding en toepassing van de nucleaire reacties?

Nu wij op de drempel van deze nieuwe tijd staan, is het goed ons te realiseren, dat er tegelijkertijd het grote gevaar bestaat, dat wij alle heil alleen van de natuurwetenschappen verwachten. Eigenlijk is geen enkele grote ontdekking meer in staat ons werkelijk te verbazen. In korte tijd is ons wereldbeeld meer veranderd als in vele eeuwen hiervoor. Met een grote vanzelfsprekendheid aanvaarden wij iedere nieuwe vinding. Een tijd van bezinning op de waarde der resultaten ontbreekt ons meestal en dan is het niet ondenkbaar, dat wij de beperktheid en de relativiteit en de eigenlijke waarde der ontdekkingen niet zien. Men kan, geloof ik, zeer gemakkelijk verblind worden door verbluffende vondsten. Het resultaat is dan dat men óf een zo hoge waarde gaat hechten aan de natuurwetenschap, dat men de onderzoekers opzweept en opjaagt, zodat werkelijke research onmogelijk wordt, óf dat men klakkeloos alle resultaten aanneemt zonder enige kritiek en direct wil gaan toepassen, zodat zuiver wetenschappelijk onderzoek dat niet gericht is op directe toepasbaarheid in de maatschappij, minder geacht wordt. Het resultaat is hetzelfde: men doodt de wetenschap; men plaatst de onderzoeker onder druk, hetzij van de publieke opinie, hetzij in een beperking van financiële middelen die voor verdere projecten nodig zijn, en men richt het intellectuele potentieel slechts op één bepaald onderzoek, waar-

[p. 873]

door andere terreinen van onderzoek gesloten moeten worden. Dit laatste is met name in de U.S.A. reeds duidelijk waarneembaar: de ruimtevaart is overheersend geworden.

Welke zijn nu echter deze onvoorstelbare mogelijkheden, die de moderne wetenschap ons onthult? Wat verbergen die magische afkortingen RNA en DNA en wat betekenen zij voor de mens?

Reeds lang is bekend dat de cellen de kleinste gestructureerde eenheden van leven zijn. Zij kunnen samen een weefsel vormen. Meerdere weefsels kunnen onderling gestructureerd een hogere eenheid vormen: een orgaan. Tenslotte vormen de organen samen een organisme. Maar ook binnen iedere cel kan men verschillende structuren onderkennen, waarvan de celkern wel de belangrijkste is. Tijdens de celdeling worden hierin een aantal draadvormige structuren zichtbaar, die gemakkelijk te kleuren zijn en daarom ‘chromo’-somata genoemd worden.

De erfelijke aanleg nu van mens, dier en plant is in deze chromosomen vastgelegd. In kruisingsproeven met het fruitvliegje kon T.H. Morgan zelfs nauwkeurig de plaats (locus) op de chromosomen aanwijzen, waar een bepaalde erfelijke aanleg gelocaliseerd was. Rond 1930-1940 was één der idealen der erfelijkheidsleer om van ieder levend organisme chromosoomkaarten op te stellen, waarmee een genenkaart correspondeerde, die de locus der erfelijke eigenschap aangaf.

In 1871 werd reeds vastgesteld, dat de nucleus - celkern - een organisch zuur bevatte, waarin fosforzuur voorkwam. Nog lang voordat men de structuur en de functie van dit zuur kende, werd er reeds een naam aan gegeven: kernzuur oftewel nucleïnezuur; N-ucleic A-cid: NA. Latere analyses wezen uit, dat de nucleïnezuren reuze-moleculen zijn en bestaan uit lange ketens, die ontstaan door het aaneenschakelen van moleculen fosforzuur - suiker - fosforzuur - suiker enz. Men onderscheidde een tweetal kernzuren op grond van het suikercomponent, dat erin voorkomt, namelijk het ribonucleïnezuur (RNA), dat de suiker ribose bevat, en het desoxyribonucleïnezuur (DNA), dat desoxy-ribose als suikercomponent bevat. Beide typen kernzuur dragen aan iedere suikermolecuul één bepaalde basische stof. Meestal zijn de DNA-moleculen uitsluitend gelocaliseerd in de celkern en vindt men ongeveer 90% van het RNA in het cytoplasma van de cel. De ontdekking dat de chromosomen voor een groot deel bestaan uit nucleïnezuur en wel van het type DNA; de resultaten van J. Lederberg in 1946, dat ook in bacteriën uitwisseling bestaat van genetisch materiaal, hoewel geen chromosomen waargenomen kunnen worden en bacteriën bovendien nucleïnezuur bevatten; het feit dat de proeven met neurospora uitwezen dat ook de chemische reacties binnen de cel door erfelijke factoren bepaald werden; de vondst dat zelfs virus nucleïnezuur bevatte - dit alles leidde tot de conclusie, dat de erfelijke aanleg van ieder levend organisme op moleculair niveau gecodeerd is en wel in het nucleïnezuur: DNA in de chromosomen binnen de celkern.

Al spoedig werd nu de hypothese geboren dat de volgorde en het aantal van de basen, die aan de suiker desoxyribose én het DNA gebonden zijn de genetische aanleg van een levend organisme bepaalt.

[p. 874]

Voor de overdracht van de genetische informatie vanuit de celkern naar het cytoplasma doet het nucleïnezuur RNA dienst. Als ‘messenger’ neemt het RNA in zijn volgorde van de basen aan zijn ribosemolecuul de genetische code van het DNA over. Het DNA blijft steeds in de celkern. Het RNA verlaat de celkern en migreert naar het cytoplasma. Daar draagt het RNA zijn code over aan de ribosomen: kleine korrels. Deze kleine celorganellen fungeren nu op hun beurt als matrijs, als template bij de vorming van de eiwitten, zodat de volgorde van de aminozuren, de bouwstenen van het eiwit, uiteindelijk bepaald wordt door het DNA in de celkern, via het RNA als ‘messenger’.

Zo is er in iedere cel sprake van overdracht van genetische informatie door DNA en RNA.

Het was noodzakelijk deze intra-cellulaire overdracht van erfelijke aanleg simplistisch in grote lijnen uiteen te zetten, om duidelijk te maken op welke wijze beide nucleïnezuren heden ten dage zo'n belangrijke rol voor de mens en zijn toekomst gaan spelen. Realiseren wij ons immers even, wat deze overdracht van genetische informatie binnen iedere levende cel betekent: de erfelijke aanleg van mens, dier en plant is in iedere cel in de celkern aanwezig.

In het chromosoom is in lineaire rangschikking de gehele erfelijke aanleg gelocaliseerd en wel geschreven in de code van moleculen: in de volgorde en het aantal van de basische stoffen. Deze basen vormen tesamen de letters, de woorden en zinnen van het stukje proza, waarin onze genetische aanleg beschreven is. Deze code wordt door het messenger RNA naar het cytoplasma gebracht en dicteert de vorming van specifieke eiwitten. En het zijn de eiwitten die, hetzij als structuurproteinen de vorm van de cel bepalen, hetzij als katalysatoren in de chemische reacties binnen de cel actief zijn en zó meewerken aan de produktie van alle chemische substanties in de cel.

De grote taak is nu dit geheimschrift te ontcijferen.

Nirenberg komt de eer toe in 1962 de eerste letter van deze code te hebben geïdentificeerd. Hij maakte kunstmatig RNA met aan ieder ribosemolecuul steeds dezelfde base en het antwoord was een eiwit dat bestond uit een lange keten van steeds hetzelfde aminozuur. De base uracil gaf als eiwit poly- (veel-) phenyl alanine!

Koortsachtig werken vele laboratoria aan het codificatieprobleem én trachten de genetische code te ontcijferen. Maar reeds in 1944 was een verbazingwekkend experiment met bacteriën beschreven, dat thans toegepast wordt bij hogere organismen: de transformatie en niet alleen door middel van DNA, maar ook door het RNA.

Deze experimenten zijn het antwoord op de vraag: ‘Is het mogelijk bij levende organismen door middel van nucleïnezuren erfelijke eigenschappen over te dragen, van het ene dier op het andere dier bijvoorbeeld, en wel zodanig, dat ook diens nakomelingen deze eigenschappen behouden?’

Met andere woorden: is het mogelijk het DNA onbeschadigd uit de celkern te extraheren (er uit te halen) - en daarmee de erfelijke aanleg - en dit geëxtraheerde DNA in een andere celkern in te voeren? Maar we hebben reeds gezien, dat ook RNA in principe drager van erfelijke aanleg is en we kunnen dus heel algemeen stellen: is het mogelijk door middel van nucleïnezuurextracten erfelijke aanleg over te dragen?

Welnu, bij bacteriën is het aangetoond dat dit proces, dat wij transformatie

[p. 875]

noemen, mogelijk is. Bij hogere organismen is in 1957 deze mogelijkheid voor het eerst door Benoit en Leroy in Frankrijk bij eenden onderzocht en nadien in vele laboratoria, zonder enig resultaat echter. Maar historisch gezien is het mislukken van de experimenten in vivo met eenden, ratten, muizen en fruitvliegjes van 1957 tot nu toe de oorzaak geweest dat vele laboratoria de transformatiemogelijkheden bij hogere organismen onderzochten in weefsel- en orgaanculturen. Tot 1961 bleef het onderzoek beperkt tot het zoeken naar de mogelijkheden of in vitro zoogdiercellen in staat waren nucleïnezuur te incorporeren. Sinds 1961 bleek het mogelijk in vitro door middel van DNA transformatie op te roepen: nieuwe erfelijke eigenschappen konden in de cultures worden aangetoond, die vóór de invoering van het DNA niet aanwezig waren, maar die kenmerkend waren voor de organen en weefsels, waaruit het DNA geïsoleerd was. Het vorig jaar zijn de eerste aanwijzingen gepubliceerd, dat ook door middel van het RNA overdracht van erfelijke informatie mogelijk zal zijn. In de embryologie was reeds gebleken dat RNA uit hersenen van een 11 dagen oud kippenembryo de ontwikkeling van de hersenen op een zeer jong stadium kan induceren. Waarmee een meer algemene eigenschap van het RNA gedemonstreerd wordt, namelijk dat het de mogelijkheid bezit om informatie over te dragen (zie Streven, januari 1964).

Na 1961 is vooral ook onderzocht hoe en op welke wijze de nucleïnezuren de cellen binnendringen en aan welke voorwaarden dit transformatiemechanisme gebonden is. Dit was niet alleen belangrijk omdat men trachtte de opname van de nucleïnezuren te verhogen en daarmee de mogelijkheid van een vergrote expressiviteit van het transformerende agens, maar ook om op deze manier een sleutel te vinden voor het probleem om hogere organismen in vivo te transformeren.

Zo zien we, dat thans opnieuw het probleem van de transformatie in vivo als object van studie en experimenten onderzocht kan worden dank zij de resultaten in vitro; waar slechts één orgaan of weefsel als object van transformatieproeven genomen werd.

Laten wij thans eens nagaan welke de resultaten van deze experimenten in vitro zijn en welke conclusies wij hieraan mogen verbinden in relatie tot de toepasbaarheid op de mens.

Het DNA en RNA als ‘transforming agents’ kunnen hun invloed slechts uitoefenen, indien zij in de cel kunnen binnendringen en daar ingebouwd worden. Het is natuurlijk duidelijk, dat er een aantal voorwaarden zijn aan te geven waaraan de cellen moeten voldoen om getransformeerd te kunnen worden. Een van de voorwaarden die genetisch bepaald is, betreft de natuur van de celwanden. Een cel omgeven door een mucoide capsule of door een polysaccharide capsule, zoals de bacterie pneumococcus bezit, en a priori plantencellen met hun dikke ondoordringbare cellulose en/of lignine (houtstof) verhinderen het binnendringen van de transformerende nucleïnezuren. Bovendien is het duidelijk, dat als de celwand speciale eiwitten produceert die erop gemaakt zijn om de nucleïnezuren af te breken, deze cellen immuun zijn voor transformatie. Het nucleïnezuur kan niet onbeschadigd binnendringen. Het is echter mogelijk gebleken de activiteit van deze ‘nucleïnezuurafbrekers’ te remmen. Men gebruikte hierbij eenvoudig een sterke zoutoplossing. Als men het te behandelen weefsel hiermee wast, blijkt het plots mogelijk de opname van de nucleïnezuren

[p. 876]

te doen toenemen. De zoutoplossing remt de werking van de ‘nucleïnezuurafbrekers’ en tegelijkertijd maakt het de celwand meer toegankelijk.

Naast deze erfelijke factoren die de natuur der celwand bepalen, zijn er een aantal condities te noemen die het milieu bepalen waarin de te transformeren cellen zich bevinden. Niet alleen in bacteriënculturen maar ook in weefselkweken is gebleken, dat toevoeging van eiwit aan de voedingsoplossingen de opname van de nucleïnezuren stimuleert. Men verpakt daarom de nucleïnezuren in een eiwit en dan wordt dit ‘pakje’ sneller door de cellen opgenomen dan de vrije nucleïnezuren. Vele onderzoekers hebben hier de laatste jaren gebruik van gemaakt en bovendien ontdekt, dat deze pakketjes ‘nucleoprotein’ bestand zijn tegen de werking van de nucleasen: de ‘nucleïnezuurafbrekers’! Gelukkig bestaat er een mogelijkheid dat binnen de cel de pakketjes geopend kunnen worden en de nucleïnezuren vrij komen.

Een tweetal belangrijke conclusies kunnen wij mijns inziens hieruit trekken.

Het blijkt mogelijk cellen die van nature beschermd zijn tegen het binnendringen van vreemde nucleïnezuren zó te behandelen, dat zij toegankelijk worden. Bovendien kan men de opname verhogen door de nucleïnezuren die men wil inbrengen, te verpakken in eiwit. In feite maakt men dus eigenlijk kunstmatige virussen! Een virus immers bestaat voornamelijk uit een eiwitcapsule die nucleïnezuur insluit. Het bleek dat deze pakketjes bovendien bestand waren tegen de werking van de ‘nucleïnezuurafbrekers’. Een van de redenen waarom het tot nu toe onmogelijk was een heel organisme te transformeren, was de verdunning van de nucleïnezuren in de bloedbaan en de hoge concentratie van de nucleasen, ‘nucleïnezuurafbrekers’, in het bloed. Als conclusie mogen wij daarom stellen dat het hoogst waarschijnlijk is dat in de toekomst een weg om hogere organismen te transformeren hierin zal bestaan, dat wij het levende wezen kunstmatig infecteren met een kunstmatig virus van een bepaalde samenstelling. Met andere woorden: het in te brengen nucleïnezuur verpakken in een eiwit en dan als het ware een kunstmatige virusinfectie produceren. Eén van de moeilijkheden zal echter zijn een geschikt eiwit te vinden waarop het lichaam niet vijandig reageert en natuurlijk vóór alles een geschikt nucleïnezuurextract.

Men mag echter binnen niet al te lange tijd verwachten, dat het waarschijnlijk langs deze weg mogelijk zal zijn ook in vivo transformaties te bewerken. Dit betekent dat aan de horizont de mogelijkheden opdoemen om bijvoorbeeld een erfelijk aangelegde ziekte door een nucleïnezuurextract weg te nemen en daarvoor in de plaats een nucleïnezuur in te bouwen dat niet meer deze ziekte oproept. Op deze wijze zou men bij de mens preventief medisch een grote mogelijkheid krijgen. Het bijzondere zal dan immers zijn dat men niet alleen deze persoon geneest, maar tevens in origine zijn hele nageslacht. Men bevrijdt zijn eventuele nakomelingen van deze erfelijke ziekte. Het is daarom te hopen dat spoedig alle condities gevonden mogen worden die een werkelijke transformatie in vivo, ook bij de mens, mogelijk maken. Wij mogen echter niet vergeten, dat voor een toepassing op menselijke erfelijke ziekten in onze ziekenhuizen er nog hele speciale moeilijkheden zullen rijzen.

Op de eerste plaats de vraag naar de morele toelaatbaarheid en ten tweede de vraag naar de donor. Stel dat het mogelijk is, dat wij een onbeschadigd nucleïnezuur - hetzij van het DNA hetzij van het RNA type - geëxtraheerd hebben en met een immunologisch inactief eiwit bedekt hebben en exact de concentratie

[p. 877]

weten welke wij moeten inbrengen en de plaats waar en dat het inderdaad een transformatie oproept, dan nog blijft het de vraag: is het geoorloofd en van waaruit moeten wij ons extract maken.

De eerste vraag lijkt mij niet de moeilijkste, gezien het feit, dat de mens de taak heeft de natuur te reguleren en het hem toegestaan is zijn gezondheid te verzorgen. Waar het dan niet alleen een genezen is van één persoon, maar in hem tevens van zijn eventuele kinderen, lijkt het mij a priori in overeenstemming met de huidige praxis. Een heel andere kwestie wordt het echter als deze methode toegepast zou gaan worden om andere redenen: om een nieuw type mens te maken, geheel afgezien van de wijze waarop dit geschiedt, in vrijheid of onder dwang. Eens temeer geldt, dat hier de grootheid van de mens kan blijken in het gebruik van deze methode, maar tevens de kans van een geheel verkeerde aanwending.

De tweede vraag is veel moeilijker te beantwoorden. Om hier een duidelijker inzicht te krijgen, is het noodzakelijk eerst voor een ogenblik te beschouwen wat er gebeurt als een vreemd nucleïnezuur een cel binnendringt. Wij zullen dit doen aan de hand van de resultaten zoals die bij bacteriën en bij zoogdiercellen in vitro zijn waargenomen.

In ieder geval moet de genetische informatie, die de binnendringende substantie draagt, geïntegreerd worden in het genoom, als geheel van de erfelijke aanleg van de gasteel. Bovendien is het noodzakelijk, dat de hele huishouding van de ontvangende cellen gewijzigd wordt en wel zodanig, dat een nieuwe verschijningsvorm zich manifesteert, corresponderend met datgene waaruit het transformerende agens geëxtraheerd is. Vanzelfsprekend zal men distincties moeten aanbrengen tussen specifieke transformatieverschijnselen door de vreemde binnendringende nucleïnezuren opgeroepen en secundaire verschijnselen. Het is namelijk gebleken, dat RNA uit kalfslever ook tumorontwikkeling remt in Swiss muizen.

Welnu men heeft kunnen vaststellen, dat binnen de cel in de kern een paring optreedt tussen overeenkomstige delen van het oorspronkelijke eigen DNA (endogene DNA) en het binnendringende DNA (exogene DNA). Deze paring tussen het endogene en exogene DNA resulteert in een recombinatie-vorm van het DNA molecuul. Het is hiervoor noodzakelijk dat de ontvangende cellen een homoloog gedeelte in hun DNA moleculen bezitten, dat overeenkomt met de structuur van het DNA van de donorstam. Anders is geen paring mogelijk en kan er geen recombinatie-vorm ontstaan. Vrij spoedig kan nu dit veranderde DNA, deze recombinatie, de cel modificeren. Natuurlijk zal het bij hogere organismen moeilijker zijn de transformatie aan te wijzen dan bij bacteriën, waar één getransformeerde bacterie aanleiding kan geven tot een hele groep getransformeerde dochtercellen.

Het is bovendien komen vast te staan, dat een bacteriële species minder efficiënt getransformeerd kan worden door DNA van een andere species dan door DNA van de eigen familie. Uiteraard is het structuurverschil in het DNA hier de oorzaak van: er zijn minder overeenkomstige gedeelten in het endogene en exogene DNA. Eenzelfde resultaat heeft men voor het RNA gevonden; terwijl hier bovendien nog een verschil bestaat uit welk orgaan men het RNA extraheert. Dus niet alleen of donor en ontvangende nauw verwant zijn, maar tevens van welk orgaan men zijn nucleïnezuur extraheert.

[p. 878]

Als wij deze gegevens nu toepassen op onze hierboven gestelde vraag, dan ziet men onmiddellijk dat bij een eventueel gebruik van nucleïnezuurinjecties bij de mens, men noodzakelijkerwijze wat het DNA betreft, menselijk DNA moet gebruiken en bij het RNA bovendien nog rekening moet houden uit welk orgaan men extraheert.

Het is echter gevaarlijk en zinloos lang te speculeren zolang niet eerst bewezen is, dat evenals in vitro ook in vivo transformaties mogelijk zijn. Ik meende echter dat het goed was, niet alleen te wijzen op de mogelijkheden, maar tevens op de speciale moeilijkheden die deze techniek en methode met zich mee zullen brengen indien men deze op de mens zal toepassen, opdat onze verwachtingen reëel blijven.

Tenslotte wil ik nog wijzen op de experimenten, die op een heel ander terrein de belangrijke rol van de nucleïnezuren hebben aangetoond. Ook hier bestaat echter het gevaar, dat wij de waarde van de resultaten verkeerd beoordelen en de experimenten niet op hun juiste waarde schatten. Ik bedoel de rol die het RNA speelt in het geheugen en de mogelijkheid die het RNA bezit om informaties te bewaren.

Gedurende de laatste jaren zijn er verschillende publikaties verschenen die de biochemische veranderingen in actieve zenuwcellen beschrijven. Op de eerste plaats werd het duidelijk dat de neuronen de capaciteit bezitten verschillende eiwittypen te synthetiseren onder verschillende omstandigheden. Het bleek namelijk mogelijk door middel van tricyano-amino-propene gedurende korte tijd de synthese van het eiwit te verhogen. Gedurende deze korte tijd veranderde de samenstelling van de RNA-moleculen in hun basensamenstelling. En zoals wij al gezien hebben deze basensamenstelling van de RNA-moleculen bepaalt het type eiwit dat geproduceerd wordt.

Het interessante is echter, dat gebleken is in experimenten met ratten die onderworpen waren aan ‘learning experiments’, dat er biochemische veranderingen optraden in hun zenuwcellen. In een houten kooi van 95 × 85 × 45 cm, waarvan één zijkant van glas was, werd op een hoogte van 75 cm een klein platform aangebracht met voedsel. Er was een staaldraad met een diameter van 1.5 mm gespannen tussen de vloer en het platform. De dieren, die aan het experiment deelnamen, kregen een minimum aan voedsel en drinken. Iedere dag werden zij gedurende 45 minuten in de kooi gelaten. Zij konden dan alleen voedsel bemachtigen als zij leerden te balanceren op deze staaldraad en zo het platform te bereiken. De eerste dag waren zij slechts in staat 3-5 maal gedurende de hun toegemeten 45 minuten de gehele weg af te leggen. De tweede dag ongeveer tienmaal en op de derde en vierde dag ongeveer twintigmaal. Het platform was erg klein, zodat de dieren er een hoeveelheid voedsel in hun bek namen, terugliepen over de draad en op de bodem van de kooi hun veroverd voer opaten. De controledieren kregen voldoende voedsel en drinken en bij hen werd hetzelfde deel van het zenuwstelsel passief gestimuleerd, door ze tweemaal daags gedurende vier dagen te roteren over 120° horizontaal en 30° verticaal met 30 wendingen per minuut. Het resultaat van 345 analyses gedaan aan Deiters zenuwcellen was, dat de hoeveelheid RNA per cel op de vierde dag van het experiment bij de controledieren 683 mug ± 17 bedroeg, maar in de cellen van de ratten die geleerd hadden over de draad te balanceren, 751 ± 10 mug bedroeg. Niet alleen de totale hoeveelheid RNA was veranderd, maar ook de

[p. 879]

samenstelling van het nucleaire RNA in Deiters zenuwcel. Het gehalte aan adenine bijvoorbeeld in de controledieren bedroeg 21.4% ± 0.4 en in de geoefende dieren 24.1% ± 0.4. Deze verandering kon nog 48 uur na het experiment aangetoond worden. Tenslotte zoals verondersteld kon worden, betekende de toename in RNA ook tegelijkertijd een toename van eiwit. Men kon niet alleen een toename in activiteit van verschillende enzymen aantonen, maar tevens een toename in de concentratie van het enzym.

Wij zien hier dus hoe primair het RNA en secundair het eiwit gekoppeld is met de neurale functies. Het is echter opvallend dat het gehalte aan RNA in de zenuwcellen zeer hoog is. Het is daarom zeer goed mogelijk, dat het RNA een rol speelt in de capaciteit van het centrale zenuwsysteem om informaties op te slaan. Er zijn sterke aanwijzingen dat inderdaad het RNA een belangrijke rol speelt in het geheugen. Men heeft in een aantal experimenten de platworm planaria gebruikt en deze wormen getraind te reageren op bepaalde prikkels. Welnu het is bekend, dat deze worm het vermogen bezit, als hij in tweeën gesneden is, te regenereren tot twee nieuwe vormen. Het bleek, dat als men een getrainde worm in tweeën sneed, iedere helft na regeneratie tot een nieuwe worm het effect van de training behouden had. Plaatste men nu echter één helft in een oplossing van ribonuclease - een protein, dat specifiek is voor afbraak van RNA - dan bleek het geregenereerde dier geen herinneringen aan zijn training meer te bezitten. Daarom is de aanwijzing, dat het RNA een grote rol speelt in het geheugen, wel zeer sterk geworden. Kort geleden meldde Life, dat oude mensen er voordeel van hadden gehad, dat RNA uit gist geëxtraheerd, aan hun voedsel was toegevoegd. Het scheen hun geheugen te versterken. Het is natuurlijk veel te simplistisch om te stellen, dat de hele activiteit van het geheugen enkel een kwestie is van een verhoogde RNA concentratie en een verandering van de samenstelling der basen in het RNA. Het is echter wel belangrijk de vraag te stellen, waarom bezitten de zenuwcellen zulk een hoge concentratie RNA en waarom schijnt de produktie van de eiwitten, die hiervan afhankelijk is, gekoppeld te zijn aan de neurale functies?

Op experimentele basis is het op dit ogenblik nog onmogelijk hierop een antwoord te geven. Wij kunnen alleen het wonderlijke feit constateren, dat de zenuwcellen van getrainde dieren biochemisch verschillen van ongetrainde dieren en dat het hierbij opvalt dat er een significant verschil optreedt in de natuur van het nucleaire RNA: de basensamenstelling verandert en daardoor de eiwitsynthese.

Zo zien wij, dat in het tijdperk van nucleaire reacties, de nucleïnezuren onvoorstelbare horizonten voor de mens openen; mogelijkheden tegelijkertijd, die hun eigen wezen in origine aangrijpen en hun invloed in hun nageslacht behouden.