De mens stamt af van de apen en apen hebben staarten, maar bij ons is het enige wat daar nog van over is ons stuitje. Waarom is die staart bij mensen eigenlijk verdwenen? Een opmerkelijke verandering in de genen van onze verre voorouders geeft het antwoord.
Bij mensen en mensapen is een stukje DNA toegevoegd dat bij apen ontbreekt, schrijven New Yorkse onderzoekers in Nature. Ze deden dat na bij een gen genaamd TBXT in muizen om te zien of dat invloed had op hun staart. En dat was het geval: sommige muizen werden plots zonder staart geboren.
Het raadsel van de verdwenen staart
Het raadsel van de verdwenen staart intrigeert onderzoekers al heel lang. Meer dan honderd genen zijn in het verleden al gelinkt aan de ontwikkeling van de staart bij diverse diersoorten en wetenschappers dachten al lang dat de staart is verdwenen door veranderingen in het DNA van een of meerdere van deze genen. Maar opmerkelijk genoeg, zijn de verschillen in staarten niet ontstaan door mutaties in het TBXT-gen, maar door de toevoeging van een stukje DNA, AluY genoemd, in de genetische code van de voorouders van mensapen en mensen.
De nieuwe resultaten zijn gebaseerd op het proces waarbij het DNA wordt ‘gelezen’ en omgezet in het gerelateerde RNA om uiteindelijk te veranderen in messenger-RNA (mRNA) dat eiwitten produceert.
RNA (ribonucleïnezuur) ontstaat als er eiwitten gemaakt moeten worden in een cel. Die heeft een cel nodig om zijn functies te kunnen uitvoeren. Daarvoor wordt eerst het DNA afgelezen en gekopieerd. Deze kopie wordt messenger-RNA (mRNA) genoemd. De mRNA-keten wordt daarna vertaald naar een eiwit. Bij elke drie gelezen nucleotiden wordt er één aminozuur toegevoegd. De reeks aminozuren worden samen opgevouwen tot een eiwit.
AluY
De onderzoekers hebben ontdekt dat AluY, dat effect heeft op de staartlengte, willekeurig in een intron in de TBXT-code is verschenen. Een intron is een stukje DNA in een gen, dat niet wordt gebruikt om het eiwit te coderen, in tegenstelling tot een exon dat het coderende gedeelte is van een gen.
Hoewel AluY dus niets veranderde aan de codering, had het wel invloed op een alternatieve vorm van splicing, wat leidde tot een groot aantal verschillende staartlengtes.
Bij splicing worden na de transcriptie gedeeltes uit het mRNA verwijderd en de overgebleven gedeeltes aan elkaar geplakt.
Opmerkelijke ontdekking
De onderzoekers ontdekten dat een AluY-toevoeging bij mensen en mensapen leidde tot de productie van twee vormen TBXT-RNA. Een van deze twee heeft bijgedragen aan de verdwijning van onze staart, is het idee.
“Dit is heel opmerkelijk, omdat de meeste menselijke introns kopieën in zich dragen van DNA zonder dat dit enig effect heeft op de gen-expressie, maar deze specifieke AluY-toevoeging bepaalde zoiets opvallends als de staartlengte”, reageert biochemieprofessor Jef Boeke van de New York University.
Leven zonder staart
Ongeveer 25 miljoen jaar geleden hebben primaten vermoedelijk hun staart verloren. Toen splitsten ze zich af van de apen, zeggen de auteurs. Na deze evolutionaire afsplitsing nam het aantal staartwervels bij mensapen en mensen af. Wat er overbleef was het staartbeen, oftewel je stuitje. Waarom die staart precies is verdwenen, is niet helemaal duidelijk, maar wetenschappers vermoeden dat het leven op de grond handiger was zonder staart, waar hij eerder nog wel handig was om door de bomen te slingeren.
Hoe dan ook moet het voordeel behoorlijk groot zijn geweest, omdat een staartloos bestaan ook nadelen had. Genen beïnvloeden vaak meer dan één functie in het lichaam dus veranderingen die op de ene plek voordelig zijn, kunnen juist elders in het lichaam voor problemen zorgen. Bij de muizen vonden de onderzoekers bijvoorbeeld een kleine toename van het aantal neuralebuisdefecten. Bij zo’n defect is de rug of schedel niet goed dichtgegroeid.
Open ruggetje
Of dat probleem bij mensen ook echt is toegenomen sinds onze staarten zijn verdwenen, moet vervolgonderzoek uitwijzen. “In toekomstige experimenten gaan we de theorie testen dat bij een oude evolutionaire uitruil het verlies van de staart bij mensen heeft bijgedragen aan een toename van neuralebuisdefecten, zoals een open ruggetje, dat tegenwoordig bij een op de duizend pasgeborenen voorkomt”, aldus onderzoeker Itai Yanai.
Maar voor nu is de ontdekking van de rol van AluY al een heel belangrijke stap in de zoektocht naar hoe het toch kan dat wij geen staart meer hebben.
