Eencellige kiest uit zeven geslachten

Het modelorganisme Tetrahymena thermophila kan zeven verschillende geslachten hebben. Hoe hun geslacht wordt bepaald is nu pas, zestig jaar na de ontdekking van de eencellige, duidelijk geworden.

Tetrahymena thermophilais een ovaalvormige ééncellige die vrij rondzwemt in zoetwater en zich voedt met andere ééncelligen, zoals algen en bacteriën. Binnen de soort bestaan er zeven geslachten, de zogenoemde mating types, waarvan elk type zich seksueel kan voortplanten met elk ander type. Verrassend is dat het geslacht van de ouders geen invloed heeft op dat van hun nakomelingen, zo ontdekten biologen van UC Santa Barbara. Samen met Chinese en andere Amerikaanse collega’s beschrijven ze hun ontdekking in een artikel in PLoS Biology.

Het geslacht van de Tetrahymena-cel wordt bepaald door een genenpaar met een code die uniek is voor elk geslacht. Toch lijken al die codes sterk op elkaar, wat erop wijst dat ze allemaal afstammen van één en hetzelfde gen. Maar hoe kunnen geslacht 5 en 3 een nakomeling krijgen met geslacht 6?

Een normale cel heeft één celkern die al het genetisch materiaal bevat en reguleert. Tetrahymena heeft er twee: een ‘somatische kern’, die al het werk doet, en een ‘voortplantingskern’ die een DNA-kopie bijhoudt voor het nageslacht (vergelijk die laatste met de eierstokken of de testes bij de mens).

Het geslacht zelf wordt bepaald tijdens de voortplanting, wanneer twee Tetrahymena-cellen versmelten. In de voorplantingskernen zit een reeks onvolledige stukken van de verschillende geslachtsgenen, één stuk voor elk van de zeven geslachten. Bij de versmelting fuseren willekeurig twee stukken tot een compleet genenpaar en worden de resterende paren verwijderd.
 

Zo ontstaat uiteindelijk een nieuwe cel met twee kernen, waarbij één kern een genenpaar heeft dat het eigen geslacht bepaalt, en een andere kern alle opties op zijn beurt openlaat voor het geslacht van de nakomelingen.

Hoeft het gezegd: zeven geslachten in plaats van twee maakt de kans voor een Tetrahymena-cel om zich voort te planten vele keren groter. (lb)