donderdag 8 april 2010

Genen met een geurtje.

In hun recente boek ‘The lives of ants.’ brengen Laurent Keller en Elisabeth Gordon een samenvatting van een aantal studies die werden gedaan in de jaren 90 omtrent het Gp-9 gen.
Dit gen zou ervoor verantwoordelijk zijn dat er bij de vuurmier Solenopsis invicta twee koloniestructuren voorkomen. Bij deze vuurmier treft men zowel polygyne als monogyne kolonies aan. Het Gp-9 gen, dat aan de basis ligt van de productie van een feromoon dragend eiwit, kent twee verschillende allelen, B en b. Dit resulteert genotypisch in homozygote BB of bb of heterozygote Bb vrouwelijke nakomelingen. Nu heeft men vastgesteld dat in een monogyne kolonie, waarin slechts één functionele gyne wordt aangetroffen, deze homozygoot BB is voor het Gp-9 gen. In een polygyne kolonie, met enkele tot zelfs een paar honderd functionele gynen, vindt men vooral heterozygote Bb gynen maar hier kunnen jonge gynen van de drie genotypen geproduceerd worden – BB, Bb en bb. Het b allel is echter een letaal allel zodat nakomelingen die homozygoot zijn voor bb sterven vooraleer ze de seksuele maturiteit bereiken. Maar waarom heeft een polygyne kolonie geen homozygote BB koninginnen? Om hierop een antwoord te krijgen, heeft men dergelijke homozygote BB gynen in een polygyne kolonie geïntroduceerd en stelde men vast dat ze werden gedood door de aanwezige heterozygote werksters en dat enkel heterozygote gynen als nieuwe koninginnen in de kolonie worden aanvaard. De volgende vraag die om een antwoord vroeg, was dan ook hoe die werksters de homozygote BB gynen herkenden om ze systematisch te doden. Aangezien genetisch onderzoek had aangetoond dat het Gp-9 gen codeert voor een feromoon dragend eiwit ging men ervan uit dat de werksters het onderscheid kunnen maken op basis van de geur. Experimenten in die richting toonden inderdaad aan dat de heterozygote werksters aan de hand van de geur kunnen vaststellen welke gynen homozygoot BB zijn hetgeen hen aanzet om deze gynen te doden. Het verschil in genotype bij de gynen resulteert ook in het fenotype. De homozygote BB gynen zijn groter en zwaarder (gem. 15 mg) dan de heterozygote Bb gynen (gem. 11 mg) terwijl de homozygote bb nauwelijks tot ontwikkeling komen. Na de bevruchting zijn BB gynen in staat zich ver van het ouderlijk nest te verwijderen en zelfstandig een nieuwe kolonie te stichten. De bevruchte Bb gynen daarentegen worden in het moedernest als functionele koninginnen opgenomen en versterken de polygyne structuur. ‘Les goûts et les couleurs, ça ne se discute pas’, zeker niet bij de mieren!