Vergelijkende Genetica en Verfijning
Met als doel het verfijnen van proefdierkundig onderzoek doet de afdeling Vergelijkende Genetica en Verfijning (CG&R) onderzoek naar genetische kenmerken van verschillende apensoorten. Voor dit onderzoek gebruiken we DNA (deoxyribonucleic acid), de stof waaruit de chromosomen zijn opgebouwd.
DNA-moleculen zijn lange ketens, die worden gevormd door vier verschillende chemische bouwstenen, de nucleotiden genoemd. Dit zijn adenine (A), cytosine (C), guanine (G), en thymine (T). Een gen is een deel van het DNA, dat binnen een cel wordt vertaald naar een eiwit. De eiwitten vormen het besturingssysteem van de chemische processen in een cel en bepalen daarmee alle kenmerken van een organisme. De nucleotide volgorde van genen kunnen per individu verschillen, en worden over het algemeen overgeërfd van generatie op generatie.
De onderzoeksvragen van de afdeling CG&R richten zich voornamelijk op het bepalen van de nucleotide volgorde van MHC (Major Histocompatibility Complex) en KIR (Killer cell Immunoglobulin-like receptor) genen. Eiwitten van MHC en KIR komen tot expressie op de celmembraan van verschillende soorten immunologische cellen, en spelen een belangrijke rol in de afweer tegen ziekteverwekkers. MHC-eiwitten binden lichaamsvreemde stoffen en presenteren deze aan cellen van het immuunsysteem. Eiwitten van KIR scannen voor de aan- of afwezigheid van MHC-eiwitten op de cellen, bijvoorbeeld als gevolg van kanker of virusinfectie, en zorgen dat deze ‘verkeerde’ of geïnfecteerde cellen worden opgeruimd uit het lichaam. Hiernaast doen we ook onderzoek naar de functionele karakteristieken van MHC en KIR-eiwitten. De genetische en functionele informatie over het MHC en KIR gebruiken we om dieren te selecteren voor biomedisch onderzoek, en ze dragen derhalve bij aan de verfijning van proefdiermodellen.
Het DNA wordt geïsoleerd uit bloedmonsters die tijdens de jaarlijkse gezondheidscontrole bij de dieren wordt afgenomen. De afdeling CG&R verricht ook regelmatig genetisch onderzoek voor andere instituten en dierentuinen, waarbij DNA verkregen kan worden op niet-invasieve wijze (b.v. uit haarwortels of ontlasting). Zo kunnen we onderzoek doen voor met uitsterven bedreigde diersoorten (conservatie biologie). Met de gegevens kunnen we antwoord geven op vragen over ouderschap, inteelt, en de afname van genetische variatie van bepaalde genen. Dit laatste is van belang omdat dit een oorzaak kan zijn van, bijvoorbeeld, de toename van bepaalde ziektes binnen een primatenpopulatie. De kwaliteit van niet-invasief verkregen DNA, en de hoeveelheid informatie die eruit wordt verkregen, kunnen echter beperkt zijn.
Klik hieronder een tab aan om meer te lezen over de voorbeeldstudies.
-
Voorbeeldstudie 1
Niet-invasief Mhc-DRB onderzoek in drie lemuur soorten
Lemuren hebben hun natuurlijk leefgebied op het eiland Madagaskar dat ten oosten van het vaste land van Afrika ligt ter hoogte van Mozambique, en behoren tot de beschermde diersoorten. Voor het ontwikkelen van conservatie strategieën voor deze soorten, en om het verlies van immunogenetische diversiteit in lemuren te beperken is het in kaart brengen van de variatie in het MHC een belangrijk hulpmiddel.
In dit kader heeft de Resource Ecology Group van de Wageningen Universiteit contact gezocht met de afdeling CG&R, en is er een samenwerking opgezet waarbij de Mhc-DRB variatie in drie congenerische lemuur species in kaart is gebracht. Hierbij werd gebruik gemaakt van niet-invasief verkregen haar- en feces-monsters van de op Madagaskar in het wild levende dieren. Dit onderzoek heeft een aantal nieuwe inzichten opgeleverd. Zo bleek dat, ondanks dat de drie species tot dezelfde genus behoren, ze geen identieke Mhc-DRB varianten met elkaar delen. Een verklaring hiervoor zou kunnen zijn dat de drie onderzochte species selectiedruk ondervonden van verschillende pathogenen. Maar de variatie kan ook ontstaan zijn doordat de species al gedurende een hele lange tijd geografisch van elkaar gescheiden zijn. Lees meer > .
-
Voorbeeldstudie 2
MHC klasse II variatie in drie nieuwe wereld apensoorten
Nieuwe wereld apen komen van nature voor in de tropische regionen van Centraal- en Zuid-Amerika en Mexico. In vergelijking met oude wereld apen, zoals bavianen of de mandril, zijn nieuwe wereld apen klein en hebben een karakteristieke platte neus en zijwaarts gerichte neusgaten.
De witoorpenseelaap, ook wel marmoset (Callithrix jacchus) genoemd, is een nieuwe wereld apensoort welke wereldwijd wordt toegepast als diermodel in biomedisch onderzoek naar neurodegeneratieve en immuun-gerelateerde ziekten, wat het belang onderstreept van het onderzoek naar hun immuunsysteem. Daarnaast hebben we MHC klasse II variabiliteit in nachtaapjes (Aotus lemurinus) en pincheaapjes (Saguinus oedipus) bestudeerd. Deze laatste diersoort, welke leeft in een zeer klein gebied in het noordwesten van Colombia, staat te boek als bedreigde diersoort door de grootschalige bomenkap in hun leefgebied. Alhoewel we maar een beperkt aantal dieren hebben onderzocht, kunnen de resultaten een goede leidraad vormen voor verder onderzoek, bijvoorbeeld in de toepassing voor conservatie strategieën. Het onderzoek in de marmoset heeft daarbij nog een interessante bevinding opgeleverd. Hier bleek namelijk dat in de 24 dieren die onderzocht zijn de Mhc-DPA en -DPB genen geen variatie vertonen. Dit staat in sterk contrast met het polymorfisme dat is beschreven voor deze twee genen in de mens en in andere niet-humane primaten. Lees meer >
