Homoseksualiteit kan worden veroorzaakt door chemische modificaties in DNA

“Baby, I was born this way,” zong Lady Gaga in 2011 in een hit die al snel een homo-anthem werd. In de afgelopen twintig jaar hebben onderzoekers inderdaad veel bewijs gevonden dat homoseksualiteit geen keuze is, maar geworteld is in iemands biologie en op zijn minst gedeeltelijk wordt bepaald door de genetica. Toch zijn de werkelijke “homo genen” ongrijpbaar geweest.

Een nieuwe studie van mannelijke tweelingen, gepland voor presentatie op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Society of Human Genetics (ASHG) in Baltimore, Maryland, vandaag, zou kunnen helpen die paradox te verklaren. Het vindt dat epigenetische effecten, chemische modificaties van het menselijk genoom die de genactiviteit veranderen zonder de DNA-sequentie te veranderen, een grote invloed kunnen hebben op seksuele geaardheid.

Het nieuwe werk, van Eric Vilain’s lab aan de University of California (UC), Los Angeles, is “opwindend” en “lang over tijd”, zegt William Rice, een evolutionair geneticus aan UC Santa Barbara, die in 2012 voorstelde dat epigenetica een rol speelt bij seksuele geaardheid. Maar Rice en anderen waarschuwen dat het onderzoek nog steeds voorlopig is en gebaseerd op een kleine steekproef.

Onderzoekers dachten dat ze hot waren op het spoor van “homo genen” in 1993, toen een team onder leiding van geneticus Dean Hamer van het National Cancer Institute in Science meldde dat een of meer genen voor homoseksualiteit zich op Xq28 moesten bevinden, een grote regio op het X-chromosoom. De ontdekking haalde wereldwijd de krantenkoppen, maar sommige teams waren niet in staat de bevindingen te repliceren en de eigenlijke genen zijn niet gevonden – zelfs niet door een team dat Hamer’s identificatie van Xq28 rechtvaardigde in een steekproef die vorig jaar tien keer groter was dan de zijne. Tweelingstudies suggereerden bovendien dat gensequenties niet de volledige verklaring kunnen zijn. Zo heeft de eeneiige tweelingbroer van een homoseksuele man, ondanks het feit dat hij hetzelfde genoom heeft, slechts 20% tot 50% kans om zelf homoseksueel te zijn.

Daarom hebben sommigen gesuggereerd dat epigenetica – in plaats van of in aanvulling op traditionele genetica – een rol zou kunnen spelen. Tijdens de ontwikkeling ondergaan chromosomen chemische veranderingen die geen invloed hebben op de nucleotide-sequentie, maar die genen kunnen in- of uitschakelen; het bekendste voorbeeld is methylering, waarbij een methylgroep aan specifieke DNA-gebieden wordt gehecht. Dergelijke “epi-markeringen” kunnen een leven lang blijven zitten, maar de meeste worden gewist wanneer eicellen en sperma worden geproduceerd, zodat een foetus met een blanco lei begint. Recente studies hebben echter aangetoond dat sommige markeringen worden doorgegeven aan de volgende generatie.

In een paper uit 2012 suggereerden Rice en zijn collega’s dat dergelijke niet-uitgewiste epi-markeringen zouden kunnen leiden tot homoseksualiteit wanneer ze worden doorgegeven van vader op dochter of van moeder op zoon. Specifiek stelden zij dat erfelijke kenmerken die de gevoeligheid van een foetus voor testosteron in de baarmoeder beïnvloeden, de hersenen van meisjes zouden kunnen “vermannelijken” en die van jongens “vervrouwelijken”, wat zou leiden tot aantrekking van hetzelfde geslacht.

Dergelijke ideeën inspireerden Tuck Ngun, een postdoc in het lab van Vilain, om de methyleringspatronen te bestuderen in 140.000 regio’s in het DNA van 37 paren van mannelijke eeneiige tweelingen die discordant waren – dat wil zeggen dat de ene homo was en de andere hetero – en 10 paren die allebei homo waren. Na verschillende analyserondes – met behulp van een speciaal ontwikkeld machine-learning algoritme – identificeerde het team vijf regio’s in het genoom waar het methyleringspatroon zeer nauw verbonden lijkt met seksuele geaardheid. Eén gen is belangrijk voor zenuwgeleiding, terwijl een ander betrokken is bij immuunfuncties.

Om te testen hoe belangrijk de vijf regio’s zijn, verdeelde het team de disharmoniërende tweelingparen in twee groepen. Ze keken naar de associaties tussen specifieke epi-marks en seksuele geaardheid in de ene groep, en testten vervolgens hoe goed die resultaten seksuele geaardheid konden voorspellen in de tweede groep. Ze slaagden erin een nauwkeurigheid van bijna 70% te bereiken, hoewel de presentatie duidelijk maakt dat – in tegenstelling tot wat een provocerend ASHG-persbericht over de studie suggereerde – dit voorspellend vermogen alleen van toepassing is op de studiesteekproef en niet op de bredere populatie.

Waarom eeneiige tweelingen soms eindigen met verschillende methylatiepatronen is niet duidelijk. Als de hypothese van Rice juist is, kunnen de epi-markeringen van hun moeders bij de ene zoon zijn uitgewist, maar niet bij de andere; of misschien erfde geen van beiden markeringen, maar pikte een van hen ze op in de baarmoeder. In een eerder overzicht noemden Ngun en Vilain bewijs dat methylering kan worden bepaald door subtiele verschillen in de omgeving die elke foetus tijdens de zwangerschap ervaart, zoals hun exacte locatie in de baarmoeder en hoeveel van de bloedtoevoer van de moeder elk krijgt.

Dergelijke subtiele invloeden zijn “waar de actie is”, zegt psycholoog J. Michael Bailey van de Northwestern University in Evanston, Illinois. “Discordante tweelingen zijn de beste manier om dit te bestuderen. Maar hij en Rice waarschuwen dat de studie moet worden herhaald met meer tweelingen om volledig geloofwaardig te zijn. Sergey Gavrilets, een evolutiebioloog aan de Universiteit van Tennessee, Knoxville, en een co-auteur van Rice’s epigenetica-model, voegt eraan toe dat de studie ook “overtuigender” zou zijn als het team de regio’s die epigenetische verschillen vertonen, zou kunnen koppelen aan testosterongevoeligheid in de baarmoeder.

Vilain’s team benadrukt dat de bevindingen niet moeten worden gebruikt om tests voor homoseksualiteit te produceren of een misplaatste “genezing”. Bailey zegt dat hij zich geen zorgen maakt over dergelijk misbruik. “We zullen niet snel de mogelijkheid hebben om seksuele geaardheid te manipuleren,” zegt hij. En in elk geval, voegt hij eraan toe, “moeten we het onderzoek naar de oorsprong van seksuele geaardheid niet beperken op basis van hypothetische of reële implicaties.