Komplementäre Geschlechtsbestimmung Schlüssel-Gen der komplementären Geschlechtsbestimmung entdeckt

Wissenschaftler aus Düsseldorf haben mit dem feminizer-Gen (fem) eine neue Schlüsselkomponente der komplementären Geschlechtsbestimmung bei der Honigbiene entdeckt.

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Heinrich Heine Universität Düsseldorf

Düsseldorf - Das Geschlecht der Honigbiene wird anhand unterschiedlich kombinierter Varianten eines einzigen Gens, des complementary sex determiners (csd), bestimmt. In Bienenvölkern existieren über 15 solcher Varianten. Gleiche Zahlen bzw. Varianten erzeugen Männchen, ungleiche Zahlen bzw. Varianten Weibchen.

Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf haben jetzt ein Gen identifiziert, das für die weibliche Entwicklung benötigt wird und in direkter Nachbarschaft zum csd-Gen liegt. Wie es von den Wissenschaftlern heißt, übersetzt dieses fem-Gen die komplexe Information der über 15 verschiedenen csd-Varianten in eine binäre Aktivität. Weibchen haben ein funktionstüchtiges, Männchen ein funktionsloses fem-Genprodukt.

Aufklärung der komplementären Geschlechtsbestimmung mithilfe der RNA-Interferenz

Die Düsseldorfer Martin Beye und Kollegen zeigten, dass die Blockierung des fem-Gens mithilfe der RNA-Interferenz zu einer vollständigen Verwandlung der Weibchen in Männchen führte. Das gleiche Ergebnis resultierte für das csd-Gen, jedoch führte hier die Blockierung zusätzlich zu einem Umschalten des fem-Genprodukts in die funktionslose männliche Variante. Diese Ergebnisse zeigen, dass beide Gene das Geschlecht bestimmen, jedoch csd die geschlechtsbestimmende Aktivität von fem festlegt.

Die Forscher analysierten weitere fem-Gene aus anderen Bienenarten und konnten zeigen, dass csd aus einer Kopie des fem-Gens in den letzten zehn bis 70 Millionen Jahren hervorgegangen ist. Einzelne Änderungen im csd-Protein wurden identifiziert, die bevorzugt unter positiver Selektion im Laufe der Evolution fixiert wurden und für die Entstehung der würfelgleichen Funktionsweise von entscheidender Bedeutung waren. Das csd-Gen stellt evolutionär eine Neuerung der Honigbienen dar. Wespen, Ameisen und andere Bienenarten haben auch eine komplementäre Geschlechtsbestimmung, doch müssen andere Gene verantwortlich sein.

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