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
Dopamine helpt motorische vaardigheden tijdens slaap
Onderzoekers van de University of Michigan vonden dat specifieke dopamineneuronen actief worden tijdens NREM-slaap kort na het leren van een nieuwe beweging. Die activiteit versterkt motorische herinneringen en verbetert motorische prestaties na de slaap.
Onderzoekers: AI-bias komt door te simpele modellen
Onderzoekers van de University of Texas at Austin bestudeerden problematische AI-algoritmen. Zij vinden dat bias vaak ontstaat omdat modellen de complexe werkelijkheid niet goed vastleggen. Ze noemen drie belangrijke factoren en geven concrete voorbeelden.
