"Waar is mijn staart?"

Ooit hadden onze verre voorouders een staart, maar het is nog altijd een raadsel hoe we die uiteindelijk zijn kwijtgeraakt.
door Tsenne Kikke - maandag 4 maart 2024 1:21

Geneticus Bo Xia stelde die vraag al als kind en hij dacht er een paar jaar geleden weer aan; dit, toen hij herstelde van een stuitblessure tijdens zijn promotie aan de New York University (NYU) in New York City.

Xia en zijn collega's hebben nu een antwoord. De onderzoekers identificeerden een genetische verandering die mensen en andere apen gemeen hebben en die mogelijk heeft bijgedragen aan het staartverlies van hun voorouders, zo'n 25 miljoen jaar geleden.

Muizen met soortgelijke veranderingen in hun genoom hadden korte of geen staarten, ontdekten de onderzoekers - maar dat inzicht was met moeite verworven. Het werk werd gepubliceerd op 28 februari: bijna 900 dagen nadat het was ingediend bij 'Nature' en geplaatst als een voordruk, vanwege het extra werk dat nodig was om verschillende stammen van genetisch gemodificeerde muizen te ontwikkelen en aan te tonen dat de genetische veranderingen het voorspelde effect hadden.

"Respect voor de auteurs", zei Malte Spielmann, een humaan geneticus aan de Universiteit van Kiel in Duitsland, die het artikel voor 'Nature' beoordeelde. "Ik ben ongelooflijk enthousiast over het feit dat het ze waarlijk is gelukt."

De muizen zonder staart

In tegenstelling tot de meeste apen hebben mensapen - inclusief mensen - en hun naaste uitgestorven verwanten geen staart. Hun staartbeen, of stuitje, is een overblijfsel van de wervels die bij andere dieren een staart vormen. Het vinden van de genetische basis voor deze eigenschap was niet waar Xia, nu verbonden aan het Broad Institute van MIT en Harvard in Cambridge, Massachusetts, van plan was om zijn PhD aan te wijden. Maar zijn stuitblessure, opgelopen tijdens een taxirit, gaf zijn nieuwsgierigheid naar de staart een nieuwe impuls.

Met een ingeving besloot Xia een gen te onderzoeken dat beroemd is om zijn rol bij de ontwikkeling van de staart. In 1927 beschreef de Oekraïense wetenschapper Nadine Dobrovolskaya-Zavadskaya een stam van kortstaartige laboratoriummuizen die volgens haar een mutatie hadden in een gen met de naam T, waarvan het menselijke equivalent nu bekend staat als TBXT. "Je vindt dit gen in jouw eerste Google-zoekopdracht," zei Xia.

Een snelle zoekopdracht op de versie van Google voor genetici - de genoombrowser van de Universiteit van Californië in Santa Cruz - toonde aan dat mensen en andere apen een DNA-invoeging in TBXT hebben die andere primaten met staarten, zoals apen, niet hebben.

Gen splitsing

In een voordruk die in september 2021 op 'bioRxiv' werd geplaatst, toonden Xia en zijn collega's aan dat de invoeging bij apen kan leiden tot een verkorte vorm van het eiwit dat TBXT codeert. Ze stelden voor dat de verkorting optreedt nadat het gen is getranscribeerd in boodschapper-RNA en wanneer meerdere eiwitcoderende segmenten van het gentranscript aan elkaar worden gesplitst. Gen-bewerkte muizen met één geknipte kopie van de muizenversie van TBXT hadden een reeks staartafwijkingen. Bij sommige was de staart korter of ontbrak hij helemaal; bij andere was hij geknikt of extra lang.

De bevindingen leidden tot tientallen nieuwsberichten, maar de preprint toonde niet aan dat de genetische insertie bij apen, wanneer geïntroduceerd in de muizenversie van TBXT, staartverlies kon veroorzaken, zei Spielmann. "Ze hadden het belangrijkste experiment nog niet gedaan."

Deze experimenten waren al aan de gang toen het artikel werd ingediend bij 'Nature', zei Itai Yanai, een systeembioloog aan NYU die het onderzoek mede leidde. Uiteindelijk toonden ze aan dat de genetische insertie, getransplanteerd in het muizengenoom, niet leidde tot erg hoge niveaus van de verkorte versie van het eiwit. De resulterende muizen hadden normale staarten.

De onderzoekers ontwikkelden ook muizen met een andere insertie in de muizenversie van TBXT. Toevallig zorgde dit ervoor dat het gen op dezelfde manier verkeerd gesplitst werd als bij mensen. Muizen met deze insertie werden geboren met korte of helemaal ontbrekende staarten.

Boomzwaaiers

Yanai zei dat de extra experimenten het onderzoek zorgvuldiger hebben gemaakt, ook al is de algemene conclusie grotendeels hetzelfde. "Het maken van al die muizenlijnen is een grote onderneming," zei Miriam Konkel, een evolutionair geneticus aan de Clemson University in South Carolina. "Ik had echt medelijden met de auteurs toen ik zag wat ze hadden gedaan."

"Het is een veel sterker artikel geworden," voegde Spielmann toe. "Ze laten duidelijk zien dat deze verandering bijdraagt aan staartverlies. Maar het is niet de enige." De onderzoekers analyseerden 140 genen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van de staart en identificeerden duizenden genetische veranderingen die uniek zijn voor apen en die mogelijk ook een rol hebben gespeeld bij het staartverlies.

"Ik ben erg blij dat er onderzoek wordt gedaan naar de genetische mechanismen die ten grondslag liggen aan het verlies en de vermindering van de lengte van de staart", zei Gabrielle Russo, biologisch antropoloog aan de Stonybrook University in New York. Xia's team zei dat staartverlies mogelijk heeft bijgedragen aan het vermogen van apen om rechtop te lopen en dat ze minder tijd in bomen doorbrachten, maar Russo is daar niet zo zeker van. Fossielen suggereren dat vroege apen zich op vier poten voortbewogen, zoals boombewonende apen, en dat tweevoetigheid miljoenen jaren later evolueerde.

Apen zijn niet de enige primaten zonder staart: mandrillen, sommige makaken en de nachtdieren met grote ogen die lori's worden genoemd, hebben allemaal geen staart, wat suggereert dat de eigenschap meerdere keren is geëvolueerd.

"Waarschijnlijk zijn er meerdere manieren om een staart te verliezen tijdens de ontwikkeling. Onze voorouders kozen voor deze manier," zei Xia.

Nawoord

Toch zijn er wereldwijd een 100-tal gevallen bekend van baby's die met een staart werden geboren...

Volgens mij was zo'n staart 300.000 jaar geleden een sta-in-de weg. Zo kon men jou - tijdens een gevecht met een andere stam - van achteren aanvallen, je bij de staart grijpen om je dan meters ver van het strijdtoneel weg te sleuren. Daarom denk ik zelfs dat het evolutionaire genetische staartverlies werd 'bevorderd' doordat men baby's kort na de geboorte van dat aanhangsel 'chirurgisch' afhielp. Men kon toen nog wel op de gevoelige tenen trappen, maar niet meer op de staart... :-)

"Vind mensen, die in zichzelf zowel de motivatie als de aangeboren drijfveer hebben om aan hun Innerlijke Zelf te werken, en we zullen hen gidsen."

- DIMschool vzw, de énige gespecialiseerd in Zelfkennis, zijnde: het kennen van het Zelf -
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

En, voel jij je geroepen om Spiritualia te sponsoren?
Klik dan op deze link. Alvast bedankt!

Overschrijven kan ook via: IBAN: BE22 7795 9845 2547 - BIC: GKCCBEBB

- Indien je zo'n (bak)steentje bijdraagt, ook eventueel via een aankoop of een Zoek&Vind abonnement, mogen we jouw naam hieronder publiceren? Laat het ons weten! -