OGEN VAN FRUITVLIEG ONTSTAAN VIA COMPLEX GENETISCH NETWERK

Een volwassen fruitvlieg heeft twee facet-ogen, elk opgebouwd uit 750 mini-oogjes (ommatidia). Bij een larve zijn deze complexe structuren nog amper ontwikkeld. De facet-ogen zijn in dit vroege stadium niet meer dan twee kleine hoopjes cellen. Genetici vragen zich al jaren af hoe zo'n 'celnest' zich kan ontwikkelen tot een zo complex facet-oog. Wat is het achterliggende genetische programma?

Begin jaren negentig dacht men, met de ontdekking van het Pax6-gen, een heel eind op weg te zijn. Pax6 kreeg al gauw de naam de 'grote regulator' van de oogontwikkeling te zijn, want het gen bleek onmisbaar bij dit proces. Inmiddels zijn er zes andere genen bekend die ook een rol spelen bij de oogontwikkeling. Dat het proces veel complexer is dan in eerste instantie gedacht, blijkt onder andere uit twee artikelen in Cell (26 december).

Een groep van de University of California (Los Angeles) onderzocht twee van de zeven inmiddels bekende ooggenen: sin oculis (so) en eyes absent (eya). Een andere groep, van het Baylor College of Medicine (Houston, Texas), onderzocht de genen eya en dachshund (dac). De genen so en eya zijn op meerdere momenten tijdens de oogontwikkeling actief. En ze hebben een synergistische werking; samen stimuleren ze de oogontwikkeling sterker dan ze alleen doen. Dit komt, menen de onderzoekers, omdat de eiwitten die door het aflezen van deze twee genen ontstaan een complex vormen. Als duo stimuleren ze de activiteit van andere genen.

Wat voor so en eya geldt, gaat ook op voor eya en dac. Ook die hebben een synergistische werking. En er werd aangetoond dat de eiwitten van deze genen inderdaad een interactie met elkaar kunnen aangaan.

Volgens beide onderzoeksgroepen binden de eiwitten van de genen so, eya en dac echter niet altijd aan elkaar. Dat blijkt uit het feit dat ze ook in andere weefsels van de fruitvlieg actief zijn. En dan meestal niet in samenhang met elkaar, maar alleen. De Amerikanen komen tot de conclusie dat de oogontwikkeling niet bepaald wordt door het achter elkaar aflezen van een setje genen, maar door een unieke combinatie van genen die op een bepaald moment actief zijn. In het zich ontwikkelende oog varieert die combinatie per plek en per tijdstip, wat de complexiteit verder vergroot. Het is een voortdurend veranderend netwerk dat bij de fruitvlieg de ontwikkeling van het oog regelt, en waarschijnlijk van een heleboel andere structuren zoals de vleugels, de geslachtsorganen, de poten en de monddelen.