Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

Epigenetica wordt sexy

Van de tong (vis; Cynoglossus semilaevis) is de sequentie van het genoom bestudeerd en vastgesteld. De studie concentreerde zich vervolgens op de geslachtschromosomen. Deze zijn relatief recent ontstaan in deze soort vis. De sekse van het dier wordt bepaald door Z en W chromosomen waarbij de vrouwtjes ZW zijn en de mannetjes ZZ, net als bij de vogels. Deze chromosomen bij de tong lijken bijzonder veel op die van de kip. Ze komen voort uit een protochromosoom dat in andere vissen een autosomaal (niet geslachts) chromosoom gebleven is.

Vrouwtje (boven) en mannetje (onder)

Vrouwtje (boven) en mannetje (onder)

De onderzoekers hebben aangetoond dat er ook pseudomannetjes geboren kunnen worden. Dit gebeurt in de natuur wel vaker onder invloed van voornamelijk temperatuur. Deze pseudomannetjes zijn genetisch mannetjes, maar zijn fenotypisch vruchtbare vrouwtjes. In dit geval konden ze vaststellen dat het gen dmrt1 (een transcriptiefactor) reguleert welke sekse het dier zal hebben. Het gen bevindt zich op het Z chromosoom. De promotor van dit gen is normaal in vrouwtjes (ZW) sterk gemethyleerd waardoor het gen niet of nauwelijks tot expressie komt. In mannetjes (ZZ) daarentegen is de promotor nauwelijks gemethyleerd en komt het gen ruim tot expressie. In de pseudomannetjes (ZW) komt het gen ook tot expressie omdat ook hier dmrt1 nauwelijks gemethyleerd is. De ommekeer van sekse gebeurt wanneer de embryo’s geïncubeerd worden bij hogere temperaturen (28°C i.p.v. 22°C). Dit blijkt allemaal mogelijk dankzij de graad van methylatie van de promotor van het gen dmrt1. Het is belangrijk te onderstrepen hoe direct de invloed van de omgeving kan zijn op een zo fundamenteel fenotype bij deze gewerveleden.

Het meest interessante deel is dat de pseudomannetjes nakomelingen voortbrengen die ook een ommekeer van geslacht laten zien bij een lage temperatuur (22°C). Dit zou betekenen dat de methylatie doorgegeven wordt aan de volgende generatie.

Er zijn meerdere voorgaande blogs die epigenetica behandelen waarin de overerving van methylatie bediscussieerd wordt (1, 2). Deze studie is wel een erg overtuigend voorbeeld van hoe epigenetische markering als methylatie doorgegeven kan worden aan de volgende generatie. Het blijft natuurlijk ook mogelijk dat er hormonen in het spel zijn die via de eicel doorgegeven worden aan het nageslacht.

h/t to Mauro Mandrioli

Uit: Nature Genetics; Pikaia

7 Reacties op “Epigenetica wordt sexy

  1. Pluri Bara maart 13, 2014 om 16:48

    Alle Darwinisten, die dit soort waarnemingen interesseert, zouden Davisons manifesto eens moeten bestuderen.

    http://www.uvm.edu/~jdavison/

    Zijn hele leven werd Davison dwars gezeten door de pseudowetenschapperende Darwino’s. Lees ook zijn boek en biolgrafie.
    Pluri

  2. gert korthof maart 14, 2014 om 10:17

    1) Deze studie is wel een erg overtuigend voorbeeld van hoe epigenetische markering als methylatie doorgegeven kan worden aan de volgende generatie. 2) Het blijft natuurlijk ook mogelijk dat er hormonen in het spel zijn die via de eicel doorgegeven worden aan het nageslacht.
    Maar conclusie 1) en 2) zijn toch strijdig? 1) is toch pas overtuigend als 2) is uitgesloten?

    ik vraag me altijd af hoe het adaptief kan zijn dat de temperatuur het geslacht van een indivudu bepaald…

  3. Marleen maart 14, 2014 om 18:25

    Gert, inderdaad, dat methylatie via de geslachtscellen doorgegeven wordt is erg onwaarschijnlijk zo werd er onlangs nog in Cell aangetoond:
    https://www.cell.com/abstract/S0092-8674(13)01588-2.

    Dat is dus voorlopig de reden dat ik veronderstel dat er wellicht andere factoren in het spel zijn zoals hormonen bijvoorbeeld. Die kunnen wél via de eicel naar de volgende generatie meegevoerd worden en eventueel de activiteit van de methylase of demethylase beïnvloeden en zo in de eerste embryonale stadia een ommekeer van geslacht bewerkstelligen. Daar is hoe dan ook tot nu toe geen enkele aanduiding voor, het was slechts een idee.

  4. Kees Jaspers juli 8, 2014 om 09:56

    Marleen,
    Dit is een geheel ander onderwerp, namelijk de gesloten discussie met Gert. Ik had nog één reactie verzonden, maar die werd uiteraard niet geplaatst. Toch wil ik je die niet onthouden en koos voor deze weg.
    Als je het gelezen hebt, daar ga ik van uit, kun je mijn reactie verwijderen.

    maandag 7 juli 2014 20:55:00
    Beste Marleen,
    Ik ben het eens met je conclusie van maandag 7 juli 2014 10:59:00 dat het toeval in de biologie niet goed gedefinieerd is.
    Ook met de (voorlopige) conclusie van Leonardo van zondag 6 juli 2014 17:22:00 “dat biologen “by chance” toepassen op de gewenste uitkomst en niet op de oorzaak.”
    Dat was de insteek van mijn bijdragen in dit blog. Ik blijf me verbazen dat men in de biologie al bijna 155 jaar, sinds Darwins Origin of Species, veelvuldig spreekt van ‘toeval’ zonder het goed te definiëren.

    Je vroeg:
    “Kan de ‘random motion’ van atomen die blijkbaar toe te schrijven is aan kwantummechanica niet aan de basis staan van ‘lokale energiepieken’ die er toe leiden dat zich op moleculair niveau reacties afspelen die aan de basis zouden kunnen staan van de vorming van precursoren voor macromoleculen zoals peptiden en RNA bijvoorbeeld?”
    Deze specifieke vraag kan ik niet beantwoorden. Dergelijke vragen waren voor mij wel een reden om te pleiten voor een samenwerking tussen kwantumfysici en biologen. Ik heb sinds jaren op dat gebied wat artikelen verzameld, maar zij missen een degelijke wetenschappelijke basis. Dat is ook niet zo verbazingwekkend als je leest wat er in http://en.wikipedia.org/wiki/Biophysics staat:
    “Generally, biophysics does not have university-level departments of its own, but has presence as groups across departments within the fields of molecular biology, biochemistry, chemistry, computer science, mathematics, medicine, pharmacology, physiology, physics, and neuroscience.”
    Toepasselijk voor de biofysica en ook voor een deel van mijn discussie hier lijkt mij het volgende artikel http://www.nature.com/nature/journal/v419/n6904/full/419244a.html
    Het artikel uit Nature is van 2002, 12 jaar geleden! De beoogde samenwerking heeft m.i. na al die jaren niet zo veel opgeleverd.

    En natuurlijk zouden, zoals je schrijft, ook filosofen hun steentje kunnen bijdragen, maar dan wel Angelsaksische en geen Continentale. De eerstgenoemden krijgen een behoorlijk portie kwantumfysica mee. Hoeveel zij van biologie meekrijgen weet ik niet.

    Dan je reactie van maandag 7 juli 2014 16:28:00 waarin je schrijft misschien het antwoord op je vraag gevonden te hebben in het boek van Peter Hoffmann.
    Ik heb het boek niet, maar ik begin met het citaat van p91.
    Het leven moet aanvangen op nanoschaal. Dat is in beginsel juist, maar nog niet aangetoond als dat al mogelijk is.
    Hoffmann zegt dat beneden de nanoschaal enkel chaos heerst. Ook dat klopt en bedenk dat je die chaos, de kwantumwillekeur, letterlijk moet nemen en dat deze ‘chaos’ zoals Hoffmann het noemt, niks van doen heeft met de chaostheorie, die immers deterministisch is.
    Ook zegt Hoffmann dat complexiteit en energietransformaties zich vanuit eenvoudige atomen gaan manifesteren en dat dat het punt is waar kansen (gedetermineerde) en noodzakelijkheid (ook gedetermineerd) elkaar ontmoeten. Bedoelt hij hiermee dat de biologie uiteindelijk deterministisch is? Het zou me niet verbazen want dat vermoed ik eerlijk gezegd ook. Dat neemt niet weg dat de rol van de kwantumfysica vanaf het eerste begin hiermee niet is uitgesloten. (De discussie hier is niet zover gekomen om mijn vermoeden over dat determinisme te onderbouwen, maar ik zie het o.a. ook bevestigd door het ontbreken van een goede definitie van toeval in de biologie. Was dat toeval overduidelijk aanwezig, dan was er al lang een goede definitie van geweest.)

    In het citaat van p99-100 van Hoffmans boek stelt hij dat de moleculaire biologie in essentie met de klassieke fysica verklaard kan worden (dus zonder kwantumverschijnselen). Dat lijkt De Duve, waar de discussie hier mee begon, ook te stellen. Hoffmann: Door de thermische beweging worden *vele* van de kwantumverschijnselen vernietigd. Inderdaad, want zoals ik eerder schreef, als je een De Brogliegolf, een kwantumgolf, wil ‘waarnemen’ houdt hij op te bestaan en manifesteert die deeltjesgedrag. Bedenk hier dat ‘waarnemen’ ook kan slaan op interacties van kwantumdeeltjes/golven met andere atomen/moleculen.
    Verder, er zijn inderdaad maar enkele kwantumeffecten op macroschaal en die zijn slechts mogelijk bij zeer lage temperaturen (bijvoorbeeld bij supergeleiding). Hoffmann noemt inderdaad enkele troeven als hij het kwantumtoeval in de biologie wil terugdringen. Maar, hij heeft het in die citaten niet zodanig geformuleerd dat hij het helemaal uitsluit. Als dat wel zo was zou ik daar geen enkel probleem mee hebben, maar helaas trekt de natuur zich niks aan van waar ik of wie dan ook wel of geen probleem mee heeft. Maar stel even dat het determinisme in de biologie waar is, dan kan de term ‘toeval’ in de biologie komen te vervallen. Dan moet men hard op zoek naar daadwerkelijke oorzaken en kan als hulpmiddel daartoe kansberekening gebruiken. Men kan dan spreken van (gedetermineerde) kansen, die men vervolgens al dan niet associeert met het spreektaal ‘toeval’. Dat raad ik ernstig af, omdat we ondertussen weten dat het geen toeval is en evenmin een wetenschappelijk gefundeerd toeval want dat is voorbehouden aan het kwantumtoeval. Dat laatste zou mij al veel voldoening geven, maar is nog niet vaststaand zo lang kwantuminvloeden in de biologie niet zijn uitgesloten.

    Met vriendelijke groeten en jij ook bedankt voor de discussie, Kees
    maandag 7 juli 2014 20:55:00

    P.S.
    De volgende vraag van je kan ik hier wel beantwoorden.
    “Wie heeft er nu gelijk, Kees of Andre? Wordt ‘random motion’ veroorzaakt door kwantumtoeval of reflecteert het ‘thermal motion’?”
    Antwoord: Thermal motion is geheel iets anders dan kwantumtoeval. Het is “chaotic, random motion of molecules due to temperature”. Bij 0 graden Kelvin is de thermische beweging dan ook nul, de kwantumbeweging daarentegen niet (zero point energy).
    Thermal motion is wel chaotisch maar niet random. Het is gedetermineerd, net als snooker dat is. Omdat we botsingen met meerdere deeltjes wiskundig moeilijk of niet kunnen beschrijven wordt het ‘toeval’ genoemd.

Praat mee en laat hier uw reactie achter

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s

Footnotes to Plato

because all (Western) philosophy consists of a series of footnotes to Plato

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

mjusicamanti.wordpress.com/

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più - blog personale di Paolo Minucci

Scientia Salon

An archived blog about science & philosophy, by Massimo Pigliucci

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Why Evolution Is True

Why Evolution is True is a blog written by Jerry Coyne, centered on evolution and biology but also dealing with diverse topics like politics, culture, and cats.

Evolution blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

A Public House for Science

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

Glaswerk

Ongepoetst en uit de hand

%d bloggers liken dit: