Nieuw onderzoek laat zien hoe een enkele genetische schakelaar de complexe evolutie van vleugelpatronen kan aansturen bij Papilio alphenor. De studie, gepubliceerd in PNAS en gesteund door de National Institutes of Health, toonde aan dat het gen doublesex bij deze koninginnenpages de mimicry regelt die vrouwtjes beschermt door giftige soorten na te bootsen.
Bij veel dieren is een supergen een cluster van naast elkaar gelegen genen die samen worden overgeërfd, maar in dit geval werkt doublesex alleen. De onderzoekers gebruikten genoomsequencing en CRISPR om te onderzoeken hoe doublesex evolueerde en functioneert. Verrassend was dat de twee allelen weinig verschillen in hun eiwitstructuur; in plaats daarvan verwierf het nieuwe allel zes cis-regulerende elementen, kleine nabijgelegen niet-coderende DNA-stukjes.
De werking van die elementen hangt af van het doublesex-eiwit. Samen zetten ze het gen op een andere manier aan, waardoor vrouwtjes oranje vlekken toevoegen aan witte vlekken en zo verre, giftige soorten nabootsen, terwijl mannetjes het standaard witte vlak op zwarte achtergrond behouden. Het allel reguleerde ook meerdere downstream-genen die bekend zijn voor lichaamsplanontwikkeling en vleugelpatronering. De auteurs, waaronder Nicholas VanKuren en Marcus Kronforst, wijzen erop dat deze resultaten aangeven waar in het genoom gezocht kan worden naar schakelaars voor kleurpatronen en dat verwante soorten dezelfde gengebaseerde mimicry-schakelaar delen.
- Focus: doublesex en mimiek bij Papilio alphenor
- Methode: genoomsequencing en CRISPR
- Belangrijk resultaat: regulatie via zes cis-elementen
Moeilijke woorden
- doublesex — een gen dat geslachtsgebonden ontwikkeling en functie beïnvloedtdoublesex-eiwit
- allel — een alternatieve vorm van een gen in populatieallelen
- cis-regulerend element — klein DNA-stukje nabij een gen dat activiteit regeltcis-regulerende elementen
- supergen — cluster van dicht bij elkaar gelegen genen die samen overerven
- genoomsequencing — het bepalen van de volledige DNA-volgorde van een organisme
- mimicry — nadoen van giftige soorten zodat roofdieren worden misleidmimicry-schakelaar
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voor- en nadelen kan een enkele genetische schakelaar zoals doublesex hebben voor de evolutie van soorten? Geef redenen.
- Hoe zou kennis over cis-regulerende elementen helpen bij het zoeken naar kleurpatroon-schakelaars in verwante soorten?
- Welke overwegingen vind je belangrijk bij het gebruik van technieken zoals CRISPR in onderzoek naar evolutionaire veranderingen?
Gerelateerde artikelen
Genetische variant vergroot risico op hartfalen bij kinderen met myocarditis
Een studie vindt dat een genetische afwijking waarschijnlijk het risico verhoogt dat sommige kinderen met myocarditis hartfalen of gedilateerde cardiomyopathie krijgen. Onderzoekers pleiten voor meer genetische tests bij getroffene kinderen.
