Het oude raadsel van prikken: evolutionaire geheimen van kaakloze gewervelden onthuld

AmsterdamLampreien zijn een van de weinige gewervelde dieren zonder kaken. Ze veroorzaken problemen in visserijen in het Middenwesten, maar helpen wetenschappers ook om de evolutie van gewervelden beter te begrijpen. Onderzoekers van Northwestern University hebben lampreien vergeleken met kikkers die kaken hebben, zoals de Xenopus. Ze ontdekten belangrijke informatie over twee cruciale soorten stamcellen: pluripotente blastulacellen en neurale lijstcellen.

Hier zijn enkele belangrijke punten uit het onderzoek:

• De gentische netwerken voor pluripotentie bij lampreien en kikkers vertonen overeenkomsten.
• Bij lampreien wordt het pou5-gen niet tot expressie gebracht in neurale kamcellen.
• Dit gen is essentieel voor de vorming van kaak- en hoofdstructuren bij gewervelde dieren met kaken.

Pluripotente cellen kunnen veranderen in elk celtype van het lichaam. Zowel blastula- als neurale lijstcellen bezitten deze eigenschap. Een nieuwe studie toont aan dat kikker neurale lijstcellen pou5-expressie vertonen, terwijl deze expressie ontbreekt bij lampreien. Dit verschil zou kunnen verklaren waarom lampreien geen kaken hebben. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in Nature Ecology & Evolution.

Het bestuderen van prikken kan ons inzicht geven in de oorsprong en ontwikkeling van gewervelde dieren, waaronder de mens. Carole LaBonne, een professor aan Northwestern en een expert in ontwikkelingsbiologie, leidde een onderzoek en verklaarde dat om evolutie te begrijpen, we de meest primitieve levende gewervelde dieren, zoals slijmprikken en prikken, moeten bestuderen.

Lees ook:

Vandaag · 14:08

Stress verminderen kan impulsieve reacties op verveling beperken

Neurale lijstcellen zijn flexibel en kunnen zich ontwikkelen tot verschillende celtypen, zoals neuronen en spiercellen. Bij kaakdieren verliezen blastulacellen vroeg hun vermogen om veel verschillende celtypes te worden, maar neurale lijstcellen behouden dit vermogen langer. Onderzoekers ontdekten dat de blastulacellen van de prik nog een volledig netwerk voor pluripotentie hebben, wat suggereert dat kaak- en kaakloze gewervelden deze stamceltypen mogelijk samen hebben ontwikkeld.

Joshua York, de eerste auteur en postdoctoraal onderzoeker, gaf aan dat hoewel lamprei- en kikkergenen grotendeels vergelijkbaar zijn, lampreien het gen pou5 niet tot expressie brengen in neurale lijstcellen. Dit kan betekenen dat het gen in de loop der tijd verloren is gegaan en niet later is ontwikkeld bij kaakdieren. Zelfs na 500 miljoen jaar evolutie zijn er strikte beperkingen op de niveaus van genexpressie die nodig zijn voor het bevorderen van pluripotentie.

Lampreien en kikkers evolueren al miljoenen jaren apart, maar ze gebruiken nog steeds vergelijkbare biologische mechanismen. De onderzoekers waren nieuwsgierig naar de redenen achter deze overeenkomsten. Het project werd gefinancierd door verschillende organisaties, zoals de National Institutes of Health en de National Science Foundation, en was opgedragen aan Dr. Joseph Walder.

Door het bestuderen van prikken kunnen wetenschappers meer te weten komen over de evolutie van gewervelde dieren. Door vergelijkingen te maken tussen prikken en dieren met kaken, willen onderzoekers begrijpen hoe belangrijke kenmerken in moderne dieren, waaronder mensen, zich hebben ontwikkeld. Dit onderzoek is een stap in de richting van het oplossen van deze oude biologische raadsels.