Genetisch Gemodificeerde Kevers Groeien Werkend Derde Oog

{h1}

Een genetische tweak heeft geleid tot de ontwikkeling van mestkevers met een extra set samengestelde ogen in het midden van hun hoofd, en de ogen werken echt.

Toen wetenschappers het gen deactiveerden, gedeeltelijk verantwoordelijk voor het ontwikkelen en vormgeven van de kop van scarabeeëen, kwamen de insecten uit met een extra set samengestelde ogen in het midden van hun hoofd, soms samen vormend in één groot derde oog. En nu hebben de wetenschappers geleerd dat de extra ogen echt werken.

Biologen van de Universiteit van Indiana ontdekten vorig jaar hoe een gen genaamd orthodentica scarabeeëren ervan weerhield deze extra ogen te ontwikkelen tijdens de ontwikkeling. Toen de biologen het gen uitschakelden, ontwikkelden de kevers een extra oog (of paar ogen). Het is een gangbare praktijk in de wetenschap: leer hoe iets werkt, deel het stuk voor stuk uit en kijk wat er verandert.

In een nieuw experiment, online gepubliceerd op 24 oktober in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences, gebruikte hetzelfde team elektronenmicroscopen om te onthullen dat de nieuwe ogen een complexe structuur hadden, inclusief verbindingen met het zenuwstelsel van de kever. Deze ogen waren geen decoratieve of overtollige structuren die slechts op het hoofd van de kever zaten; de insecten konden hun nieuwe ogen gebruiken, zeiden de onderzoekers.

"Dit project begon met een toevallige bevinding", vertelde Armin Moczek, een bioloog aan de universiteit van Indiana en de hoofdauteur van de krant, aan WordsSideKick.com. De onderzoekers waren erop uit om te leren hoe verschillende genen de organisatie en structuur van het hoofd van de mestkever bepalen, legde Moczek uit. "Maar we hebben een extra oog - totaal onvoorspelbaar," zei hij.

Jarenlang hebben wetenschappers genetische modificaties gebruikt om ongewone lichaamsdelen op dieren te laten groeien of om volledig nieuwe dieren te maken, van een menselijk oor dat op de rug van een laboratoriumrat is gegroeid tot de ontwikkeling van chimere menselijke schimmels. Maar de extra ogen van deze kevers groeiden uit zichzelf - in plaats van opzettelijk de ogen te laten groeien, moesten wetenschappers gewoon de preventieve maatregelen uitschakelen die in de genetische code van de kever waren ingebouwd. [11 lichaamsdelen in het lab gegroeid]

"Er was een merkwaardige structuur in het midden van het hoofd die, toen we goed keken, besefte dat het veel leek op de samengestelde ogen die insecten meestal op de zijkanten van hun hoofd hebben," vertelde Eduardo Zattara aan WordsSideKick.com. Zattara is een bioloog die in het lab van Moczek werkte en de hoofdauteur is van het onderzoek dat onlangs naar Argentinië is verhuisd om ecologisch onderzoek te verrichten.

En hoewel extra ogen op vergelijkbare wijze op fruitvliegen kunnen worden gekweekt, voorkomen aanvullende genetische mechanismen dat die ogen integreren met de zenuwstelsels van de vliegen en extra zicht bieden, zei Moczek. De ogen waren volledig ontwikkeld, verduidelijkt Zattara, maar ze waren niet aangesloten op de hersenen, zodat ze geen visuele informatie konden verzenden.

Om erachter te komen of de extra ogen van de kevers iets deden, haalden de onderzoekers de insecten in hun larvenstadium en vernietigden ze de cellen die aanleiding zouden geven tot hun typische ogen. De wetenschappers schoten toen een licht in de nieuwe ogen en merkten op dat de kevers uiteindelijk hun hoofd neerklapten of wegtrokken, net als een gewone, waargenomen kever, volgens het nieuwe onderzoek. Omdat de extra ogen de kevers voorzien van sensorische input, betekent dit dat de nieuw gevormde structuren geïntegreerd waren met het centrale zenuwstelsel van het insect, aldus de onderzoekers.

De bevindingen kunnen helpen verklaren hoe de genetische codes van deze dieren bepalen welke structuren waar gaan en hoe het allemaal bij elkaar past, zei Moczek.

Zijn team hoopt ook dat deze opkomst van complexe structuren als een resultaat van eenvoudige genetische manipulaties enig licht zal werpen op hoe structuren als ogen in de eerste plaats evolueerden, zei hij. Het heeft de volledige genetische code van een organisme nodig om complexe organen zoals ogen of hersenen te ontwikkelen, legde Moczek uit, maar het eerste oog dat in het geheel van het dierenrijk naar voren kwam, vloeide voort uit de reorganisatie van bestaande genetische componenten.

"Er bestaat bij veel mensen een gegeneraliseerd gevoel dat evolutie van een complex kenmerk complexe veranderingen op genetisch niveau vereist", zei Zattara. "Onze resultaten bevestigen verschillende andere bevindingen dat dit niet noodzakelijk het geval is," voegde hij eraan toe, en legde uit hoe hun manipulatie van slechts één gen dat aanleiding gaf tot nieuwe, functionele structuren indruist tegen wat veel wetenschappers verwachtten,

"Denk dat oude Legostenen weer in elkaar worden gezet," zei Moczek.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com