Evolutionary genomics of the immune response against parasitoids in Drosophila

Verdedigingsmechanisme fruitvliegen tegen parasitaire sluipwespen

Parasieten vormen een sterke selectiekracht in de natuur en organismen evolueren mechanismen om zich daartegen te verdedigen. De vragen die centraal staan in het proefschrift van Laura Salazar Jaramillo hebben betrekking op hoe deze mechanismen evolueren, hoe ze gecodeerd zijn in het genoom en hoe ze gedurende het evolutionaire proces kunnen verdwijnen.

Haar onderzoek richtte zich op het verdedigingsmechanisme dat Drosophila fruitvliegen bezitten om een aanval van parasitaire sluipwespen te overleven. Deze sluipwespen leggen hun eieren in de larven van de fruitvliegen, en voeden zich hiermee gedurende hun ontwikkeling. Dit leidt tot de dood van de gastheer, tenzij deze zich met een immuunreactie, genaamd gemelaniseerde inkapseling, kan verdedigen. Er zijn grote verschillen tussen Drosophila-populaties en -soorten in hoe goed ze zich kunnen verdedigen tegen een aanval van de parasitaire sluipwesp, waarbij sommige soorten helemaal geen resistentie vertonen. Het onderzoek van Salazar geeft aan dat dit mechanisme recent is geëvolueerd, in dezelfde subgroep van het Drosophila-geslacht als waarin D. melanogaster voorkomt. De evolutie van dit mechanisme is geassocieerd met het verkrijgen van nieuwe genen en van een nieuw type bloedcel. Sommige van deze genen laten ook grote variatie zien tussen populaties van D. melanogaster. Binnen de groep van soorten die in staat zijn zich te verdedigen tegen de sluipwesp, heeft D. sechellia het vermogen om zich te verweren verloren. Dit is een endemische soort, alleen voorkomend op een specifieke eilandengroep, en gespecialiseerd op de noni fruit die giftig kan zijn voor andere insecten. Slazars experimenten en veldonderzoek lieten zien dat er op noni een verminderd risico bestaat om aangevallen te worden door een sluipwesp. Concluderend:  door evolutionaire genomica te combineren met ecologische informatie, heeft Salazar de componenten kunnen karakteriseren die het voor sommige Drosophila-soorten mogelijk maakt om zich succesvol  te verweren tegen een anderszins dodelijke aanval van een sluipwesp. Bovendien heeft zij  laten zien hoe deze immuunreactie gemoduleerd is tussen verschillende populaties en verschillende soorten, en hoe deze reactie verloren is gegaan in een specifieke ecologische omgeving. 

Laura Salazar Jaramillo voerde haar promotieonderzoek als Rosalind Franklin Fellow uit aan de RUG, bij de afdeling Evolutionaire Genetica van het Centre for Ecological and Evolutionary Studies (CEES). Zij werkt inmiddels als postdoc bij de Mark Balxter-University van Edinburgh.

Proefschrift: http://irs.ub.rug.nl/ppn/386029377