Universiteit Leiden

nl en

Hoe kunnen systemen van gebalanceerde dodelijke allelen ontstaan?

Ben Wielstra start zijn eigen laboratorium aan het Insituut voor Biologie Leiden. Hier wil hij de evolutie van gebalanceerde systemen van dodelijke allelen ontrafelen. Wielstra is één van de vijf onderzoekers van de Universiteit Leiden die in 2018 een ERC-startsubisidie heeft ontvangen van de Europese Onderzoeksraad. Zij reiken de ERC-startbeurzen uit aan veelbelovende jonge wetenschappers.

Balanced lethal system

Een balanced lethal system is vertaalbaar als ‘een gebalanceerd system van dodelijke allelen’. In een dergelijk systeem komen twee verschillende vormen van een chromosoom voor, die een organisme allebei moet bezitten om te kunnen overleven. Toch geven beide ouders willekeurig één van de twee vormen door aan hun nageslacht. Zo kan het gebeuren dat sommige nakomelingen twee kopieën van dezelfde chromosoomvorm ontvangen en de ander dus missen. De kans hierop is 50% (Zie afbeelding). Deze nakomelingen zijn hierdoor niet levensvatbaar. Het systeem lijkt de evolutietheorie te tarten: je zou verwachten dat een systeem met zo’n hoog sterftecijfer direct door evolutie uit de weg wordt geruimd.

Overervingstabel. Elke ouder heeft zowel vorm A als B van een bepaald chromosoom. Want: beide zijn nodig om te kunnen leven, omdat ze elk een dodelijk allel (genvariant), weergegeven met een kruisje, op de andere vorm compenseren. Eén van deze vormen, A of B, wordt willekeurig doorgeven aan het nageslacht, dat 1 kopie van het chromosoom van de vader en 1 kopie van de moeder ontvangt. Het nageslacht kan op die manier vier soorten combinaties krijgen: AA, AB, BA of BB. De kans op elk van deze combinaties is 25%. Van deze vier opties zijn er twee (AA en BB) niet levensvatbaar, omdat ze niet beide chromosoomvormen bezitten. De kans dat een nakomeling niet levensvatbaar is, is dus 25% + 25% = 50%.

Balanced lethal systems zijn bekend in planten, insecten en ook gewervelden. Maar er zijn in totaal nog maar weinig voorbeelden. ‘Ik denk omdat ze momenteel nog veel over het hoofd gezien worden’, vertelt Wielstra. Hij werkt aan het best bekende voorbeeld: de Triturus salamanders (kam- en marmersalamanders).

Nieuwe technologie

Alles wat we op dit moment weten over balanced lethal systems komt voort uit klassieke studies die niet dieper keken dan embryo’s en cellen. Theorie en technologie zijn sindsdien aanzienlijk vooruit gegaan. Ben Wielstra en zijn onderzoeksteam zullen geavanceerde genetische technieken en evolutiemodellen combineren om te onderzoeken hoe deze bizarre balanced lethal systems kunnen evolueren.

Ben Wielstra

Ben Wielstra studeerde Biologie aan het Instituut voor Biologie Leiden (IBL) met verschillende projecten bij Naturalis Biodiversity Center. Hij promoveerde aan de Universiteit Twente, nog steeds verbonden aan Naturalis. Hij bleef verbonden aan Naturalis, waar hij samenwerkt met Pim Arntzen. Na een Newton International Fellowship aan de Universiteit van Sheffield en een Marie Sklodowska Curie Fellowship aan de Universiteit van Californië, keert hij nu terug naar het IBL met zijn ERC-beurs. Wielstra zal een de sterke band behouden met Naturalis. Daarnaast zal hij zich bij het IBL aansluiten bij andere onderzoekers met veel kennis en interesse in evolutie, zoals Klaas Vrieling, Mike Richardson, Maurijn van der Zee en Daniel Rozen.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie