Wetenschap - 1 januari 1970

Temperatuur bepaalt vorm van worm

Het uiterlijk van het modelaaltje wordt bepaald door de omgevingstemperatuur, die hierbij een directe invloed heeft op de wormgenen. Dit blijkt uit onderzoek van promovendus dr Evert Gutteling bij de leerstoelgroep Nematologie.

Het verschijnsel dat omgevingsfactoren van invloed zijn op het uiterlijk van een organisme is reeds lang bekend. Het zorgt er voor dat genetisch identieke individuen in uiterlijk aanzienlijk kunnen verschillen en wordt door biologen ook wel fenotypische plasticiteit genoemd. Gutteling bestudeerde de gen-omgevingsinteracties die hieraan ten grondslag liggen bij de piepkleine nematode C. elegans, het troeteldiertje van ontwikkelingsbiologen. Omdat het DNA van dit modelorganisme volledig in kaart is gebracht, is het relatief eenvoudig eigenschappen aan het genoom te koppelen.
Gutteling kruiste in het laboratorium twee natuurlijke voorkomende populaties om zo een aantal genetisch verschillende lijnen te creëren. Deze werden bij verschillende temperaturen opgekweekt en van de nakomelingen werd een aantal eigenschappen van de levenscyclus gemeten, zoals volwassen lichaamsgrootte en groeisnelheid. Tenslotte werd een kwantitatieve genetische analyse (QTL-analyse) uitgevoerd om de gevonden uiterlijke kenmerken, alsmede de veranderingen in deze kenmerken door de temperatuur, via koppeling aan genetische merkers uiteindelijk toe te wijzen aan bepaalde regio’s (QTL’s) op het DNA. Het blijkt dat de DNA-regio’s die door temperatuur worden beïnvloed sterk overlappen met de regio’s die de eigenschappen bepalen. Deze overlap wijst er volgens Gutteling duidelijk op dat omgevingsfactoren direct effect hebben op de genen die de eigenschappen van het organismen bepalen.
Hiermee is deels verkaard hoe fenotypische plasticiteit genetisch geregeld is. Het indirecte model, dat stelt dat er aparte genen (regulatieve loci) zijn die reageren op de omgeving en vervolgens andere genen aan- of uitzetten, lijkt voor het wormpje niet op te gaan. De titel van het proefschrift Sense & Sensitivity verwijst dan ook naar het alternatieve directe model van allelische sensitiviteit, waarbij de omgeving rechtstreeks invloed uitoefent op de genen die het uiterlijk bepalen.
Die directe sturing van het uiterlijk is volgens Gutteling ook goed te verklaren uit evolutionair oogpunt: het leven van het aaltje is wel erg kort om genetische mechanismen te ontwikkelen of nodig te hebben die vooruit kunnen lopen op veranderingen in de leefomstandigheden. / GvM

Evert Gutteling promoveerde dinsdag 14 december bij prof. Jaap Bakker, hoogleraar Nematologie.

Re:ageer