De wilde rechtshuizige slak (rechts) en een genetisch gewijzigde linkshuizige vorm (links). Dr. Hiromi Takahashi/Kuroda laboratory

Een enkel gen bepaalt de draairichting van slakkenhuis

Japanse onderzoekers zijn er in geslaagd om rechtshuizige slakken linkshuizige nakomelingen te laten krijgen door één enkel gen uit te schakelen met de CRISPR-techniek. De zo verkregen linkshuizige slakken brachten op hun beurt enkel linkshuizige slakken voort. Ook de mens heeft een soortgelijk gen, en het onderzoek kan dus ook voor ons van belang zijn, met name voor de links-rechtsasymmetrie waardoor ons hart (meestal) aan de linkerkant zit en de lever aan de rechterkant.     

Als je naar het huisje van een willekeurige slak kijkt, is de kans groot dat de lijn op de schelp in wijzerzin loopt, naar rechts dus.  Af en toe kan je er een vinden die naar de andere kant draait en - zoals fans van Jeremy de linkshuizige slak zich zullen herinneren - dergelijke slakken hebben het moeilijk om te paren met de meer voorkomende rechtshuizige individuen.

Deze oriëntatie of handigheid (links- of rechtshandigheid) van slakkenhuisjes is een uitwendige uiting van links-rechts asymmetrie. Dat fenomeen wordt vastgesteld doorheen de evolutie van de dieren, en het geldt ook voor mensen: je hart zit (meer dan waarschijnlijk) aan de linkerkant, en je lever aan de rechter. 

Maar hoe ontstaat deze asymmetrie? Japanse onderzoekers denken dat ze daarop het definitieve antwoord hebben gevonden - al vast voor een soort zoetwaterslak, Lymnaea stagnalis.

Onderzoekers Masanori Abe en Reiko Kuroda hebben immers slakken gemaakt met mutaties in een gen dat Lsdia 1 genoemd wordt. Van dat gen werd al gedacht dat het een rol speelde bij de draaiing van de schelp, maar het was nog nooit bewezen. Nu hebben de onderzoekers dat gen met behulp van  de techniek voor genetische manipulatie CRISPR onklaar gemaakt bij rechtshuizige Lymnaea stagnalis-slakken, en die slakken brachten enkel nog linkshuizige nakomelingen voort, wat bewijst dat het Lsdia 1-gen als enige verantwoordelijk is voor de rechtshandigheid. Overigens was het de eerste keer dat CRISPR met succes bij een weekdier is toegepast. 

Verrassend was dat de onderzoekers al tekens konden zien van asymmetrie in het vroegst mogelijke stadium van de ontwikkeling van de gemuteerde slakken, namelijk toen het slakkenembryo nog maar één cel groot was. 

Bovendien konden de gemuteerde slakken opgekweekt worden tot volwassen exemplaren, en ze brachten uitsluitend linkshuizige nakomelingen voort.

"Het is merkwaardig dat deze slakken met een omgekeerde handigheid gezond en vruchtbaar zijn, en dat de handigheid geërfd kan worden door generatie na generatie - we hebben nu al de vijfde generatie van linkshandige slakken. Bovendien kunnen deze resultaten van belang zijn voor de evolutie van, en de soortvorming bij slakken -gezien het feit dat linkshuizige en rechtshuizige slakken waarschijnlijk niet zouden kruisen met elkaar", zei professor Kuroda in een mededeling van 'The Company of Biologists.' Kuroda is professor scheikunde gespecialiseerd in chiraliteit -asymmetrie- en een van de auteurs van de nieuwe studie.

Links- en rechtshandigheid bij de segrijnslak (Cornu aspersum). Bij deze eetbare slakkensoort - het zijn de zogenoemde 'petit gris' - komt er slechts één linkshuizig exemplaar voor per 20.000 rechtshuizige slakken. Didier Descouens/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Hart aan de rechterkant

Het is nog niet duidelijk hoe het gen Lsdia 1 de links-rechts asymmetrie zou kunnen controleren: het gen codeert - bevat de instructies - voor een formine, een proteïne dat betrokken is bij het regelen van het intern skelet van de cellen. Er is echter nog meer onderzoek nodig om te kunnen begrijpen hoe dit alles een invloed heeft op de gedragingen van de cel die de handigheid controleren, iets waar Kuroda en haar collega's nu volop mee bezig zijn. 

Gezien het feit dat genen zoals Lsdia 1 in heel het dierenrijk gevonden worden, is het mogelijk dat gelijkaardige mechanismen om de links-rechts asymmetrie te controleren, ook spelen bij andere soorten, waaronder ook de mens. 

"Hoewel verschillende mechanismen voorgesteld zijn voor verschillende dieren, denken we dat één gelijkgeschakeld mechanisme - waarbij formines en cellulaire chiraliteit betrokken zijn - waarschijnlijk is", zo zei Kuroda. 

En hoewel het een grote sprong is van de draaiing van een slakkenhuis naar de links-rechts asymmetrie bij mensen, is het mogelijk dat toekomstige studies naar hoe Lsdia 1 werkt bij slakken, ons zullen helpen te begrijpen waarom sommige baby's geboren worden met hun hart aan de rechterkant.    

De studie van professor Kuroda en haar collega Abe is gepubliceerd in Development.

Meest gelezen