Twee nieuwe studies beschrijven de moleculaire en evolutionaire basis van het Dehnel-fenomeen bij de Euraziatische gewone spitsmuis (Sorex araneus): in de winter krimpen hersenen en andere organen en in het voorjaar groeien ze weer terug. De onderzoekers combineerden een chromosoomschaal-genoomassemblage met seizoensgebonden transcriptoomgegevens van de hersenen om ruimtelijke genstructuur te koppelen aan verschillen in genactiviteit.
Het artikel in Genome Research rapporteert dat de muizen van herfst naar winter verschuivingen laten zien in de regulatie van oxidatieve fosforylering en een toename van vetzuurmetabolisme, vergelijkbaar met patronen bij winterslaapachtige soorten. De onderzoekers vonden daarnaast verhoogde winterexpressie van genen die gluconeogenese mogelijk maken (aanmaak van glucose uit niet-koolhydraatbronnen) en een toename van FOXO-signaleringsactiviteit. Zij concluderen dat gluconeogenese samen met overexpressie van FOXO een centrale rol speelt bij de krimp van hersenen en organen.
Het artikel in Molecular Biology and Evolution onderzoekt hoe chromosomale herschikkingen deze plasticiteit kunnen faciliteren. Het team ontdekte onbekende veranderingen in genexpressie die het Dehnel-fenomeen lijken aan te drijven en rapporteert dat genen onder positieve selectie en met differentiële expressie in de hippocampus oververtegenwoordigd zijn in open chromosoomgebieden die vaker breuken ondergaan. De auteurs stellen dat chromosomale herschikkingen integraal zijn voor adaptieve evolutie en de regulatie van plasticiteit in hersenomvang.
Liliana M. DE1valos, senior-auteur en hoogleraar aan Stony Brook, beschrijft dit als een extreem voorbeeld van genetische plasticiteit, waarin dezelfde genetische informatie tot verschillende structuren kan leiden. Hoofdauteur William R. Thomas benadrukte de onverwachte koppeling tussen chromosomale herschikkingen en de genen die veranderen tijdens krimpen en teruggroeien, en noemde de mogelijke relevantie voor menselijk metabolisme en hersengezondheid.
- John Jay College of Criminal Justice
- Max Planck Institute of Animal Behavior
- Aalborg University
- Universitat Autonoma de Barcelona
Moeilijke woorden
- plasticiteit — vermogen om structuur of functie te veranderengenetische plasticiteit
- chromosomale herschikking — verandering in de volgorde van chromosomenchromosomale herschikkingen
- oxidatieve fosforylering — proces waarbij cellen energie in ATP maken
- gluconeogenese — aanmaak van glucose uit niet-koolhydraten
- genexpressie — hoe actief een gen in een cel is
- hippocampus — deel van de hersenen belangrijk voor geheugen
- positieve selectie — evolutionair proces dat gunstige genen verspreidt
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 gevolgen kan het beschreven krimpen en teruggroeien van hersenen hebben voor ons begrip van menselijk metabolisme en hersengezondheid?
- Op welke manieren kunnen chromosomale herschikkingen adaptieve evolutie en plasticiteit bevorderen volgens de studie?
- Welke factoren zouden belangrijk zijn als onderzoekers deze mechanismen bij mensen zouden willen onderzoeken?
Gerelateerde artikelen
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.
