Bron: Maandblad van de Vlaamse Imkersbond
Jaargang: 92
Jaar: 2006
Maand: Juni
Auteurs: Hugo Laevens

GESLACHTDIFFERENTIATIE

Geslachtdifferentiatie is het resultaat van complexe en opeenvolgende mechanismen die genetisch gestuurd worden. Deze mechanismen zijn uiteraard verschillend voor vrouwelijke en mannelijke individuen en zorgen niet enkel voor de aanleg van vrouwelijke of mannelijke voortplantingorganen.
Ook verschillen in gedrag, fysiologie en morfologie zijn het gevolg van deze genetisch gestuurde cascadereacties. Aan het begin van een cascadereactie bepaalt het primaire geslachtdifferentiërende signaal of de ontwikkeling in vrouwelijke dan wel mannelijke richting zal worden verder gezet. Voor een aantal organismen werd de genetische en moleculaire basis van dit signaal al ontrafeld.

Bij een aantal zoogdieren bijvoorbeeld ligt de informatie van dit primaire geslachtdifferentiërende signaal (een eiwit) opgeslagen in het Sry­gen dat op het Y-chromosoon gelegen is. Wanneer dit eiwit geproduceerd wordt, zal de verdere ontwikkeling in mannelijke richting verlopen. Wanneer dit eiwit niet geproduceerd wordt, dus bij afwezigheid van het Y­chromosoon in het Sry gen, wordt een vrouwelijk individu geboren.

Bij de honingbij was al bekend dat de geslachtdifferentiatie gestuurd wordt door één enkel gen (het csd­gen). In een bijenpopulatie kunnen tot negentien varianten (geslachtallelen) van dit gen voorkomen. Ook was al bekend dat vrouwelijke bijen (werksters en koninginnen) geboren worden uit bevruchte eitjes, op voorwaarde dat zij drager zijn van twee verschillende geslachtallelen.
Darren worden geboren uit niet bevruchte eitjes: er komt slechts één geslachtallel voor. Darren zouden in principe ook uit bevruchte eitjes met twee dezelfde geslachtallelen kunnen geboren worden, ware het niet dat deze door de werksters verwijderd worden.

Het feit dat twee verschillendegeslachtallelen voorkomen, bepaalt de geslachtdifferentiatie in vrouwelijke richting.    
Het voorkomen van slechts één geslachtallel, hetzij onder haploïde (bij onbevruchte eitjes) of diploïde (bij bevruchte eitjes) vorm, bepaalt de geslachtdifferentiatie in mannelijke richting. Onlangs heeft een internationaal gezelschap van onderzoekers uit Duitsland, de Verenigde Staten en Noorwegen nu ook bij honingbijen, het primaire geslachtdifferentiërende signaal geïdentificeerd en het onderliggende mechanisme van dit signaal bij de geslachtdifferentiatie achterhaald.

Tijdens de ontwikkeling (vanaf 12 uur nadat een eitje gelegd werd) worden de geslachtallelen tot expressie gebracht. Dit wil zeggen dat de informatie op deze allelen gelezen wordt en er uiteindelijk eiwitten geproduceerd worden. Elke genetische variant (geslachtallel) van het geslachtgen produceert daarbij een specifiek eiwit dat in meer of mindere mate verschilt van het eiwit dat door een ander geslachtallel geproduceerd wordt. Aangezien vrouwelijke bijen twee verschillende geslachtallelen bezitten, zullen twee verschillende eiwitten geproduceerd worden.

Mannelijke bijen (haploïde en diploïde) dragen slecht één genetische variant (geslachtallel) waardoor slechts één eiwit geproduceerd wordt. Nu hebben de onderzoekers kunnen achterhalen dat wanneer twee verschillende eiwitten van om het even welke allelencombinatie (in totaal 171 verschillende combinaties) geproduceerd worden, resulteert in een actief product (het primaire geslachtdifferentiërende signaal) dat de ontwikkeling in vrouwelijke richting verder zet.
Wanneer slechts één enkel eiwit geproduceerd wordt (bij haploïde en diploïde darren), blijft dit eiwit inactief en ontwikkelt zich een mannelijk individu.

Niettegenstaande het primaire signaal voor geslachtdifferentiatie bij honingbijen ingenieus in elkaar zit, is er slechts één stap nodig om tot een actief product te komen. Bij andere insecten, Musca (vlieg) en Drosophila (fruitvlieg) bijvoorbeeld, zijn twee of drie stappen nodig vooraleer dit actieve product gevormd wordt. De onderzoekers besluiten dan ook dat het systeem van geslachtdifferentiatie bij de honingbij het eenvoudigste en, evolutief gezien, het oudste is dat tot op heden onderzocht werd.

Referentie

Beye M., Hasselmann M., Fondrik M.K., Page R.E. Jr. and Omholt S. W. (2003) The Gene csd Is the Primary Signal for Sexual Development in the Honeybee and Encodes an SR-Type Protein. Cell 114, 419-429.