Nieuw onderzoek in Molecular Biology and Evolution beschrijft hoe genduplicatie bij houtratten bijdraagt aan weerstand tegen ratelslangengif. Eerder werk toonde aan dat leden van de SERPIN-genfamilie, zoals SERPINA1, giftige componenten kunnen remmen. De huidige studie richtte zich op SERPINA3, dat veel minder bestudeerd was, en vond dat houtratten twaalf kopieën van dit gen hebben terwijl mensen er één bezitten. Deze extra kopieën ontstonden via tandemduplicatie, een proces waarbij een genkopie naast het oorspronkelijke gen in het genoom wordt ingevoegd; het originele gen behoudt meestal zijn rol en de nieuwe kopieën kunnen daarna functioneel divergeren.
Het onderzoeksteam, onder leiding van Matthew Holding en mede-geleid door Meilyn Ward in het lab van David Ginsburg aan het University of Michigan Life Sciences Institute, analyseerde de eiwitten die door elk van de twaalf SERPINA3-genen worden gecodeerd. Ze gebruikten gifmonsters van de ratelslangen die deze knaagdieren bejagen. Veel SERPINA3-eiwitten bonden rechtstreeks aan onderdelen van het gif en blokkeerden hun toxische werking, maar de activiteit verschilde tussen eiwitten: enkele hadden geen interactie, terwijl één eiwit twee verschillende toxische componenten remde.
De auteurs merken op dat tandemduplicatie ook vaak voorkomt in genen voor slangengif. Terwijl prooidieren weerstand ontwikkelen, kunnen gifproteïnen veranderen en diversifiëren; de duplicaties in SERPINA3 kunnen daarom deel uitmaken van een co-evolutionaire respons. De studie werd gefinancierd door de National Institutes of Health en een University of Michigan Honors Summer Fellowship. Holding concludeerde dat genduplicatie "nog een hulpmiddel in de gereedschapskist van de knaagdieren" toevoegt om giftige beten te overleven.
- Matthew Holding
- Meilyn Ward
- Laura Haynes
- David Ginsburg
- Mark Margres
- Marjorie Matocq
Moeilijke woorden
- genduplicatie — Het verdubbelen van een gen in het genoom.
- tandemduplicatie — Een genkopie direct naast het origineel geplaatst.
- divergeren — Langzaam andere functies of eigenschappen krijgen.
- remmen — De activiteit of werking van iets verminderen.remde
- gifmonster — Een portie slangengif gebruikt voor onderzoek.gifmonsters
- prooidier — Een dier dat door een roofdier wordt opgegeten.prooidieren
- co-evolutionair — Verwijst naar gezamenlijke evolutionaire veranderingen.co-evolutionaire
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 voordelen en mogelijke nadelen kan genduplicatie bieden voor een soort zoals de houtrat? Licht je antwoord toe.
- Hoe zou kennis over SERPINA3-duplicaties kunnen bijdragen aan medische of ecologische toepassingen? Noem voorbeelden.
- Bespreek hoe co-evolutie tussen roofdieren en prooien invloed kan hebben op de ontwikkeling van nieuwe verdedigings- of aanvalsmiddelen.
Gerelateerde artikelen
Hoe UV-licht de chemie van ijs verandert
Wetenschappers bestudeerden met kwantummechanische simulaties hoe ultraviolette (UV) straling de chemie van ijs beïnvloedt. De resultaten verklaren oude waarnemingen en kunnen helpen bij voorspellingen over gasuitstoot uit ontdooiende permafrost.
Afrikaanse leiders: bouw en betaal eigen medische innovatie
Een groep Afrikaanse wetenschapsleiders roept op om medische innovaties in Afrika zelf op te bouwen en te financieren. Ze willen minder afhankelijkheid van onzekere buitenlandse fondsen en meer nationale investeringen en regels die lokale productie mogelijk maken.
Relaties met ouders beïnvloeden herinneringen aan jeugd
Nieuw onderzoek laat zien dat hoe jongvolwassenen nadelige jeugdherinneringen rapporteren, verandert met de kwaliteit van hun huidige relaties, vooral met ouders. De studie volgde bijna 1.000 deelnemers drie keer over twee maanden.
Gletsjermeren en gevaarlijke overstromingen in het Hindu Kush‑Himalaya‑gebied
Het Hindu Kush‑Himalaya‑gebied heeft veel gletsjers en mogelijk 8,900 gletsjermeren. Smeltende meren kunnen plotselinge overstromingen (GLOF's) veroorzaken. Experts roepen op tot gedeelde data, betere waarneming en meer regionale samenwerking.