Geslachtsbepalend gen van de huisvlieg ontdekt
Ontwikkeling van milieuvriendelijke bestrijdingsmethoden van plaaginsecten kan gebaat zijn bij meer kennis over de genetica van hun geslachtsbepaling. Daarom is het van belang dat het tot dusver onbekende gen voor mannelijkheid bij de huisvlieg, de M-factor, nu is geïdentificeerd door prof. Leo Beukeboom en dr. Louis van de Zande van de Rijksuniversiteit Groningen in samenwerking met collega’s in Zürich en Göttingen. De onderzoekers rapporteren een doorbraak in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Science van 12 mei 2017.
Bij veel soorten zit de geslachtsbepalingsfactor in de chromosomen, maar de genetische basis is heel verschillend tussen organismen. Om deze diversiteit te bestuderen in het laboratorium zijn insecten geschikte proefdieren. Bij mensen hebben vrouwen twee X-chromosomen en mannen één X- en één Y- chromosoom. Op het Y-chromosoom ligt het gen dat mannelijkheid bepaalt. Huisvliegen zijn bijzonder omdat ze verschillende manieren van geslachtsbepaling hebben, afhankelijk van de plaats waar ze leven: in warme of in koude gebieden.

M-factor geïdentificeerd
In Nederland hebben huisvliegen dezelfde geslachtsbepaling als de mens: vrouwtjes zijn XX en mannetjes XY. En ook bij de huisvlieg ligt het gen voor mannelijkheid op het Y-chromosoom. Dit is echter een heel ander gen dan het SRY-gen van de mens, dat ongeveer 150 miljoen jaar geleden is ontstaan in de evolutionaire lijn van de zoogdieren. Het gen voor mannelijkheid bij de huisvlieg, de M-factor, was tot dusver onbekend, maar is nu geïdentificeerd door Leo Beukeboom en Louis van de Zande van de RUG in samenwerking met collega’s in Zürich en Göttingen.
Ontstaan uit kopie gen
Het ontdekte gen is Mdmd gedoopt, voor ‘Musca domestica male determiner’. (Musca domestica is de wetenschappelijke naam voor de huisvlieg.) Het is een groot gen dat sterk lijkt op een ander gen, namelijk nucampholin of CWC22, dat voorkomt in veel insecten en zelfs in zoogdieren. Mdmd lijkt te zijn ontstaan als een kopie van nucampholin, waarna het een specifieke rol in geslachtsbepaling heeft gekregen. Bij insecten is het gen nucampholin betrokken bij de regulatie van een ‘alternatieve splicing proces’, waardoor het boodschapper-RNA van geslachtsbepalende genen anders is samengesteld in vrouwtjes dan in mannetjes. Omdat de regulering van geslachtsbepaling bij insecten ook via alternatieve splicing verloopt, is het misschien niet zo verassend dat een kopie van dit gen zich heeft ontwikkeld tot een gen dat mannelijkheid bepaalt.
Zuid-Europa
Huisvliegen in Zuid-Europa hebben geen Y chromosoom met een M-factor. Het gen voor mannelijkheid bevindt zich daar op één van de vijf andere chromosomen. Zo’n chromosoom wordt daarom neo-geslachtschromosoom genoemd, of ook wel ‘baby’- geslachtschromosoom, omdat het zeer recentelijk in de evolutie een rol in geslachtsbepaling heeft gekregen. In Groningen is nu dus ook aangetoond dat zulke nieuwe geslachtschromosomen kunnen ontstaan doordat het gen voor mannelijkheid overspringt van het Y chromosoom naar een ander chromosoom.
Snelle evolutionaire verandering
Toen Beukeboom en Van de Zande dit onderzoek begonnen was nog van geen enkel insect het gen voor mannelijke ontwikkeling bekend. Inmiddels is zo’n gen beschreven van twee muggensoorten. Het gen van de huisvlieg vertoont echter geen enkele overeenkomst met de muggengenen. Dit toont aan dat de wijze van geslachtsbepaling zelfs verschilt tussen insectensoorten en benadrukt hoe snel het genetisch programma voor de ontwikkeling tot vrouwtje of mannetje kan veranderen tijdens de evolutie. Waarom er zoveel variatie is in geslachtsbepalingsmechanismen, is een vraag die de onderzoekers in de toekomst hopen te beantwoorden
Milieuvriendelijke bestrijding plaaginsecten
Het onderzoek is niet alleen van belang om te begrijpen hoe geslachtsbepalings- mechanismen kunnen veranderen tijdens de evolutie. Dergelijke kennis over de genetica van geslachtsbepaling in de huisvlieg kan ook bijdragen aan het ontwikkelen van milieuvriendelijke bestrijdingsmethoden van plaaginsecten. Genetische kennis van geslachtsbepaling wordt bijvoorbeeld al gebruikt voor de Steriele Insect Techniek (SIT). Hierbij worden op industriële schaal steriele mannetjes geproduceerd van bijvoorbeeld schadelijke fruitvliegen en ZIKA-overdragende muggen, die vervolgens worden losgelaten om te concurreren met natuurlijke mannetjes voor bestrijding van de populaties.
Eerdere Science-publicatie
Na ontdekking van een nieuwe vorm van geslachtsbepaling in de sluipwesp Nasonia vitripennis, gepubliceerd in Science in 2010, is dit opnieuw een publicatie over een nieuw geslachtsbepalingsmechanisme in een insect van de onderzoeksgroep evolutionaire genetica van Beukeboom, hoogleraar aan het Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences (GELIFES). Zo heeft jarenlange investering in fundamenteel wetenschappelijk onderzoek geleid tot nieuwe biologische kennis met een toegepast perspectief.
Meer informatie
Laatst gewijzigd: | 25 februari 2022 08:25 |
Meer nieuws
-
15 oktober 2025
Blaauw Sterrenwacht geopend tijdens Nacht van de Nacht
De Blaauw Sterrenwacht van de Rijksuniversiteit Groningen is geopend tijdens de Nacht van de Nacht op zaterdag 25 oktober 2025. Tijdens deze nacht, waarin we de klok een uur terugzetten, kunnen bezoekers sterrenkijken en zijn er allerlei...
-
08 oktober 2025
Niet elk plastic hoeft bio-based of afbreekbaar te zijn
Per persoon gooien we zo’n 33 kilo plastic verpakkingsmateriaal weg per jaar. Hoogleraar polymeerchemie Katja Loos werkt aan een duurzamere toekomst voor plastics - door te kijken naar meer dan alleen het materiaal zelf.
-
06 oktober 2025
De genAI bubbel zal barsten, maar geef AI niet op!
'Mensen blijven maar zeggen dat generatieve AI een universele tool is die veel meer kan,’ zegt Michael Biehl, hoogleraar Machine Learning. ‘Maar vroeg of laat zal de genAI-bubbel barsten,’ stelt hij. Maar dat betekent niet dat we alle AI maar met het...