b'\n_START_ARTICLE_\nFOXP2\n_START_SECTION_\nOntdekking\n_START_PARAGRAPH_\nHet FOXP2-gen werd per toeval ontdekt. Gedurende de jaren 1990 onderzochten wetenschappers een Pakistaanse familie wonende in Zuid-Londen, waarvan ongeveer de helft van de 30 familieleden amper kon praten._NEWLINE_Ze waren niet goed in staat om grammatica te verwerken en complexe zinnen met tangconstructies te begrijpen of te construeren. Bovendien waren hun aangezichtsspieren niet goed ontwikkeld, zowel de spieren die mensen normaliter gebruiken voor spraak als spieren die daar niets mee te maken hebben. Hun IQ \xe2\x80\x93 zowel verbaal als non-verbaal \xe2\x80\x93 lag tussen de tachtig en de negentig. Daarnaast wijkt hun hersenstructuur wat betreft de centra van Broca en Wernicke en de ongelijkheid van de linker- en rechterlichaamshelft (lateraliteit) af van de gezonde familieleden. In de wetenschappelijke literatuur wordt deze groep als KE-familie beschreven._NEWLINE_Op grond van het feit dat de helft van de familieleden, zowel mannen als vrouwen, de afwijking hadden, bestond het vermoeden dat er waarschijnlijk een genetische basis was voor deze stoornis, meer bepaald dat een autosomaal-dominant monogenetische afwijking aan de basis lag van de afwijking. Dit vermoeden werd in 1998 bevestigd. In dat jaar ontdekte de geneticus Anthony Monaco van de universiteit van Oxford (Institute of Child Health) met zijn team op het chromosoom 7 een stukje - 7q31 genoemd -, dat verband hield met de taalproblemen van deze familie. Daar troffen de wetenschappers een puntmutatie in \xc3\xa9\xc3\xa9n gen aan. In het bijna 280.000 basenparen lange FOXP2-gen zijn er mutaties of veranderingen in de sequentie van aminozuren opgetreden, waarbij arginine op een gegeven moment vervangen werd door histidine. Een Britse jongen (pati\xc3\xabnt CS), die nagenoeg dezelfde spraakafwijking had, leverde een verder bewijs. Bij de jongen was een zichtbaar defect te zien op het chromosoom 7, daar waar het FOXP2-gen vermoed werd._NEWLINE_De mutatie van het gen FOXP2 is blijkbaar de eerste keer opgetreden bij de grootmoeder van de familie. Haar taalproblemen waren zo groot, dat haar man haar bijna niet kon verstaan. Alle drie dochters en een van haar twee zonen hadden eveneens taalproblemen. Van de 24 kleinkinderen, vertoonden tien dezelfde symptomen. De andere leden van de familie hadden geen problemen met de communicatie.\n_START_SECTION_\nOpbouw FOXP2-gen\n_START_PARAGRAPH_\nHet aantal basenparen van het FOXP2-gen, dat in het chromosoom 7 voorkomt, wordt geschat op ten minste 280.000 basenparen. Andere publicaties uit 2007 denken eerder aan 603.000 basenparen._NEWLINE_Een groot aantal basenparen zijn introns. Slechts 17 exons zijn gelokaliseerd, die verantwoordelijk zijn voor de prote\xc3\xafnecodering. Het aandeel van 2145 coderende t.o.v. het totaal aantal aan basenparen (280.000) is met ca. 0,6%, erg laag, maar niet uitzonderlijk. In het algemeen varieert de verhouding tussen tussen introns en exons van gen tot gen sterk. Er zijn een aantal genen zonder introns, terwijl andere uit meer dan 95% uit introns bestaan.\n_START_SECTION_\nFunctie van het FOXP2-gen\n_START_PARAGRAPH_\nAls transcriptiefactor regelt het FOXP2-eiwit bij de mens ongeveer 1000 andere genen, waarover niet veel bekend is. Zo is in vitro, maar niet in vivo, aangetoond, dat tussen het FOXP2-gen en het CNTNAP2-gen een genetische verbinding bestaat. Daarentegen bestaat er over de gevolgen van het falen van FOXP2 gegronde kennis._NEWLINE_Al in het embryo wordt het FOXP2-eiwit gevonden. Het wordt vooral daar aangetroffen waar de kleine hersenen (cerebellum), de thalamus en de basale ganglia zich ontwikkelen. De kleine hersenen en de basale ganglia spelen in het leren van complexe motorische vaardigheden een belangrijke rol. Spreken is een vaardigheid bestaande uit complexe motorische vaardigheden, die de mens met moeite moet leren.\n_START_SECTION_\nSpraak- en taalstoornissen\n_START_PARAGRAPH_\nHet FOXP2-gen speelt in de ontwikkeling van psycholingu\xc3\xafstiek en taalvaardigheden een centrale rol. Mutaties in het gen en een daarmee samenhangend het functieverlies van het eiwit veroorzaken een specifieke taalstoornis en spraakstoornissen bij mensen, met name in de articulatie en taalbegrip. Een aantal bekende spraakaandoeningen kan een bepaald gebied van het FOXP2-gen op het chromosoom 7 toegewezen worden.\n_START_SECTION_\nSchizofrenie\n_START_PARAGRAPH_\nSpraakstoornissen zijn een van de belangrijkste symptomen van schizofrenie. Daarom werd na de ontdekking van het FOXP2-gen vermoed dat dit gen een rol kan spelen bij de aanleg om schizofrenie te krijgen. Dit leidde tot een wetenschappelijk onderzoek, waarbij 186 pati\xc3\xabnten met schizofrenie vergeleken werden met een controlegroep van 160 gezonde vrijwilligers. Daarbij werd vooral aandacht besteed aan de analyse van het nucleotide polymorfisme van het FOXP2-gen. Ontdekt werd dat er significante statistische verschillen waren aangaande het genotype (P=0,007) en de allel-frequenties (P=0,0027) tussen schizofrene mensen met auditieve hallucinaties en de controlegroep in de nucleotide polymorphisme rs2396753. Het resultaat suggereert dat het FOXP2-gen invloed op de vorming van schizofrenie kan hebben.\n_START_SECTION_\nAutisme\n_START_PARAGRAPH_\nGeen enkele mutatie van het FOXP2-gen is direct gekoppeld aan autisme, maar het gen lijkt andere genen te reguleren, zoals het CNTNAP2-gen en MET-gen, die worden geassocieerd met deze stoornis.\n_START_SECTION_\nMuizen\n_START_PARAGRAPH_\nBij muizen werden de exonen 12 en 13 van het FOXP2-gen uitgeschakeld (knock-out). Dit leidde dit tot ernstige verstoringen van de motorische functie, vroegtijdige sterfte en het niet kunnen begrijpen van geluiden die door echografie werden overgebracht. Dit laatste wordt gewoonlijk veroorzaakt wanneer de jongen van de moeder verwijderd worden. Toen een van de FOXP2-genen onderbroken werd, leidde dit tot slechts een geringe vertraging in de ontwikkeling van dieren. Daarentegen ontstond er wel een significant verschil in de communicatie via ultrasone geluiden. De proefdieren bleken ultrasone geluiden met een lagere toonhoogte dan normale muizen te produceren._NEWLINE_Bij het overbrengen van het menselijke variant van het gen in het muizengenoom vertoonden de gemodificeerde muizen een significante verbetering in het leervermogen. Dit zou kunnen wijzen op een verandering in de basale ganglia van de gewijzigde muizen. Bij de muizen traden verder abnormale veranderingen op in ganglioncellen van het stratum gangliosum van de gyri cerebellares van de kleine hersenen.\n_START_SECTION_\nZebravinken\n_START_PARAGRAPH_\nZangvogels moeten hun gezang geleerd krijgen. Wanneer ze in isolatie los van hun soortgenoten opgroeien, blijven ze stom. Hetzelfde geldt voor de zebravinken (Taeniopygia guttata). Zebravinken leren zingen op een manier die lijkt op de wijze waarop mensen leren praten. Bij het leren van het gezang gebruikt ook de zebravink hiervoor verschillende hersengebieden, en heeft een gevoelige periode voor het leren. De neurobiologe Constance Scharff en haar teamleden uit Berlijn laten in een studie van 2007 zien dat deze zangvogels voor het aanleren van de zang ook identieke genen gebruiken als mensen. Met een RNA-virus werden de jonge zebravinken zo veranderd dat de expressie van het FOXP2-gen verminderde. Het FOXP2-gen is bij mensen betrokken bij het ontwikkelen van spraak. Mensen met een afwijking in het FOXP2-gen ondervinden problemen bij het spreken en het begrijpen van gesproken taal. De zebravinken die het met minder effici\xc3\xabnte, afgezwakte FOXP2-gen moesten doen ontwikkelden soortgelijke problemen. Het lukte ze niet om de door hun ouders voorgedragen liedjes goed na te zingen, en ze ontwikkelden ook geen eigen repertoire. Deze resultaten suggereren dat mensen en zebravinken ook hetzelfde moleculaire mechanismen gebruiken om spraak aan te leren.\n_START_SECTION_\nFOXP2 bij zoogdieren en andere gewervelde dieren\n_START_PARAGRAPH_\nHet FOXP2-eiwit van de meeste zoogdieren wijkt van elkaar niet sterk af. Bij vogels, reptielen en vissen zijn er bijna identieke FOXP2-eiwitten aangetroffen. Een uitzondering hierop vormen de vleermuizen. De volgorde van hun FOP2-eiwit is wezenlijk anders. De gen-segmenten, die verantwoordelijk zijn voor het coderen van polyglutamine, zijn zeer mutatiegevoelig. Dit is ook waargenomen voor de polyglutaminegebied van het FOXP2-gen. Echter voor de functie van het FOXP2-eiwit speelt het polyglutaminestukje een zeer ondergeschikte rol. Zo wijkt onder meer het menselijk FOXP2-eiwit ortholoog slechts ten aanzien van drie aminozuren af van dat van de muis. De mensen zijn 40 miljoen jaar geleden evolutionair gezien van de muizen afgesplitst. De laatste gemeenschappelijke voorouder van chimpansees en mensen leefde ongeveer 4,6 tot 6,2 miljoen jaar. Van de drie aminozuurverschillen is er \xc3\xa9\xc3\xa9n bij de voorouders van de muis en pas na de scheiding tussen de mensen en chimpansees zijn de twee andere afwijkingen ontstaan. Het verschil tussen het menselijke FOXP2-eiwit en dat van de muis is groter, dan die tussen muis en orang-oetans. Daar wijkt het FOXP2-prote\xc3\xafne slechts ten aanzien van twee aminozuren af._NEWLINE_Ook het FOXP2-eiwit dat voorkomt bij de zebravinken lijkt sterk op die van de mens. Alleen zeven aminozuren verschillen van elkaar. De spreekvaardigheid van de mensen berust op een samenspel van anatomische en fijne motorische vaardigheden, waarover onder meer de mensapen niet beschikken.\n_START_SECTION_\nVleermuizen\n_START_PARAGRAPH_\nTerwijl Het FOXP2-gen van de meeste zoogdieren slechts in geringe mate van elkaar afwijken, laat dit gen bij de vleermuizen wezenlijke verschillen zien. De vleermuizen behoren tot de weinige gewervelde dieren dat over het vermogen beschikt om geluiden te leren._NEWLINE_De orde van de vleermuizen (Chiroptera) bestaat uit twee ondersoorten: de vliegende honden (Megachiroptera) en vleermuizen (Microchiroptera). Vleermuizen gebruiken echolocatie voor ori\xc3\xabntatie en het vangen van hun prooi. Daarom zijn de sensorisch-motorische vaardigheden bij deze dieren buitengewoon goed ontwikkeld. De ontvangst van het uitgezonden ultrasone geluid vereist een duidelijke auditieve en - afhankelijk van de vleermuis - orofaciale (mond) of nasofaciale (neus) co\xc3\xb6rdinatie. Elke soort kan zijn eigen soort aan het geluid herkennen. De roep kan kort zijn of lang, gebruikmaken van weinig frequenties of van veel frequentie, alleen een basistoon gebruiken of ook met boventonen werken._NEWLINE_In tegenstelling tot de vleermuizen beschikken de vliegende honden niet over het vermogen van echolocatie._NEWLINE_Bij de vleermuizen vertoont volgens DNA-sequentering van de exonen 7 en 17 het FOXP2-gen de grootste variabiliteit. In de 13 vleermuizen zijn er wel 385 veranderingen in het DNA gevonden die geen verandering in een aminozuur in het eiwit gaven, en 44 veranderingen die tot een ander aminozuur in het eiwit hebben geleid. Binnen de vleermuizen zijn er dus in minder soorten meer dan dubbel van het aantal veranderingen in het eiwit aangetroffen. De structuur van het FOXP2-gen van de vleermuizen en de vliegende honden bleek significant van elkaar af te wijken. De gegevens suggereren dat de veranderingen van de FOXP2-genen in vleermuizen voor de evolutie van echolocatie een cruciale rol gespeeld hebben.\n_START_SECTION_\nFOXP2 bij de mens en neanderthaler\n_START_PARAGRAPH_\nMet behulp van de paleogenetica is aanvankelijk berekend dat het menselijke FOXP2-gen 100.000 of maximaal 200.000 jaar oud is. De berekende periode valt samen met de zogenaamde verjaardag van de menselijke soort. De neanderthaler heeft zich ca. 300.000 tot 400.000 jaar geleden van de Homo sapiens afgesplitst. Dit evolutionaire tijdstip is dan ook aanzienlijk vroeger. Op grond hiervan zou men kunnen concluderen dat de neanderthaler niet over het menselijk taalvermogen beschikte. Deze opvatting werd in 2007 weerlegd toen het DNA van de neanderthaler gesequenteerd werd. Daarbij werd ontdekt dat het neanderthaler-FOXP2-gen identiek was aan dat van de moderne mens: zoals bij de mensen op positie 911 op exon 7 van het FOXP2-gen is bij de neanderthaler threonine geruild voor het asparaginezuur. Evenzo als bij de mensen is op positie 977 van het FOXP2-gen bij de neanderthaler serine vervangen door arginine. Volgens Svante P\xc3\xa4\xc3\xa4bo is er ...geen reden dat ze niet op dezelfde wijze als wij konden praten....'