De zebravis, lieveling van biologen en medici, speelt een sleutelrol bij vele wetenschappelijke doorbraken. Het Nijmeegse lab is een goudmijn. Ze hebben er zelf geen notie van, maar de zebravisjes in het lab onder de Nijmeegse bètafaculteit vormen een cruciale schakel in de wetenschappelijke keten. Hun verre voorouders zwommen in Indiase beekjes; zij slijten hun dagen in de vernieuwde zebravisfaciliteit van de Radboud Universiteit. Het lab is een goudmijn voor biologen, gentechnologen en medici.

‘Met zo’n kast kunnen vier onderzoekers vier jaar lang zoet zijn,’ zegt Tom Spanings, wijzend op een paar schappen met plastic bakken. In elk van die bakken zwemmen zo’n dertig visjes van 3 à 5 centimeter groot.

Buitengewone vruchtbaarheid voor 50 cent
Biotechnisch analist Spanings (52) is manager van het lab, dat recent zijn capaciteit verdubbelde. Dat was hard nodig, vertelt hij. Collega’s uit tal van disciplines gebruiken het visje voor experimenten niet zelden leiden tot wetenschappelijke doorbraken. Om meer dan één reden is de zebravis een geliefd en geschikt proefdier. De meest prozaïsche: hij is goedkoop. ‘Hooguit 50 cent,’ schat hoogleraar dierfysiologie Gert Flik (64). ‘Terwijl een rat of een muis je toch al gauw enkele tientjes kost.’ Slechts een bescheiden deel van hun onderzoek verrichten de Nijmeegse wetenschappers op volgroeide vissen. Hun interesse betreft vooral de eitjes, waarvan het vrouwtje er zo’n 250 per tien dagen afscheidt. Ook om die buitengewone vruchtbaarheid zijn de vissen geschikter dan bijvoorbeeld muizen, verduidelijk Spanings. ‘Bovendien legt de zebravis doorzichtige eitjes, zodat we precies zien wat we doen.’ Nog een voordeel is dat de zebravis een heel korte generatiecyclus heeft, zodat de gevolgen van bijvoorbeeld genmutaties snel duidelijk worden.

Lichtgevend DNA
Timing is van groot belang bij het genetisch manipuleren van zebravisjes. De laboranten slaan bij voorkeur toe in de eerste anderhalf uur na de versmelting van zaadcel en eicel. Een uur na de bevruchting heeft die eerste cel, de zygote, zich vermenigvuldigd tot vier cellen. ‘Die halen hun voedsel uit de eidooier waar ze tegenaan liggen,’ zegt hoogleraar Flik. ‘Door in die dooier een door ons gemaakt stukje DNA in te brengen, komt dat vanzelf in alle cellen terecht.’ Soms krijgt het DNA een code voor een lichtgevend eiwit mee, zodat de aangebrachte mutatie makkelijk te traceren is in de vis. In de vijf dagen dat de zygote zich ontwikkelt tot een volgroeide larve, hebben de wetenschappers de vrije hand. ‘Pas na die periode is een vergunning vereist voor een experiment,’ zegt Spanings.

Ogen en oren van de vis
Als de wetenschappers de gevolgen van genmutaties willen bestuderen, moeten ze eerst weten hoe het genoom van de zebravis er precies uitziet. De genetische overlap tussen mens en zebravis is zo’n 60 procent – ook daarin doen de visjes volgens Flik nauwelijks onder voor kleine knaagdieren.
De waarde van de zebravis als proefdier blijkt onder meer uit onderzoek naar het syndroom van Usher. Die zeldzame genetische afwijking bij mensen kan leiden tot doofblindheid. Bij Usher-patiënten, in Nederland zo’n duizend, worden de trilharen in het binnenoor niet goed bijeengehouden. Daardoor is het gehoor vanaf de geboorte aangetast. Vanaf de puberteit neemt het gezichtsvermogen van deze patiënten ook langzaam af. Fliks collega’s van het Radboud UMC hebben in het DNA van de zebravis specifieke fouten aangebracht in de genen die bij de mens betrokken zijn bij het ontstaan vanUsher-syndroom.

Ook de viskweker kan profiteren
Zebravissen zijn sociale dieren. Ook in aquarium zullen ze het niet snel met elkaar aan de stok krijgen. Maar zoals de meeste vissen zijn ze erg vatbaar voor veranderde omstandigheden. Door te bekijken hoe prikkels het welbehagen van vissen beïnvloeden, verschaft het onderzoek in het Nijmeegse zebravislab inzichten die ook voor de commerciële viskweek interessant zijn.
Ook bestudering van eetgedrag levert nuttige kennis op. Zo bleek dat veel vissen hun eetpatroon strak afstemmen op het dag- en nachtritme. Sommige soorten eten alleen kort voordat het licht wordt en kort voordat het duister invalt. Bij kwekerijen waar altijd licht brandt, blijft veel eten onaangeroerd.

Dienstbare zwemmers
Vervolgens begon het puzzelen. Hoe moest de genmutatie worden afgeplakt of gemaskeerd om het syndroom te voorkomen? ‘Na lang zoeken ontdekten onze collega’s dat het syndroom uitbleef als een bepaald stukje eiwit ertussenuit wordt geknipt,’ zegt Flik.

Maar hoe stel je vervolgens vast of de ogen en oren van vissen werken? Voor het gehoor volstond het meten van de reactie op geluidspulsen; het bepalen van het gezichtsvermogen was lastiger. ‘Daartoe legden we de vis op een plateautje, en lieten daaromheen een rand met aan de binnenkant een patroon draaien,’ vertelt Spanings. ‘Werkende pupillen zullen zo’n bewegend patroon volgen – zoals je ogen meebewegen als je in de auto langs een rij bomen rijdt.’

De resultaten van het Usher-onderzoek zijn dermate beloftevol dat een studie bij mensen in voorbereiding is die naar verwachting aan het einde van dit jaar zal starten. Mogelijk zal blijken dat de gestreepte zwemmers de mens opnieuw een grote dienst hebben bewezen.

Bron: Elsevier Weekblad
Door: Joppe Gloerich