Identification and characterization of the male-determining gene of the housefly, Musca domestica

Geslachtelijke voortplanting is een zeer belangrijk aspect van het leven. Hoewel organismen die zich geslachtelijk voortplanten doorgaans man of vrouw zijn, zijn de genetische mechanismen die deze geslachten bepalen zeer divers. Deze diversiteit wordt duidelijk geïllustreerd in insecten, waar verschillende chromosomale systemen en geslachtsbepalende genen voorkomen. In de huisvlieg (Musca domestica) komen verschillende mechanismen van geslachtsbepaling naast elkaar voor, hetgeen deze soort een ideaal modelorganisme maakt om de evolutie van deze mechanismen te bestuderen. De huisvlieg heeft zes chromosoomparen. Het gen dat de mannelijke ontwikkeling veroorzaakt (de M-factor) kan zowel op het Y-chromosoom aanwezig zijn (MY), als op een van de andere vijf chromosomen (MI, MII, MIII, MIV en MV). In dit onderzoek is het transcriptoom van mannelijke en vrouwelijke embryo's met elkaar vergeleken en is een gen geïdentificeerd dat mannelijke ontwikkeling veroorzaakt. Dit gen is Mdmd genoemd (een afkorting van Musca domestica male determiner). Mdmd is ontstaan door een duplicatie van het gen voor de spliceosoomfactor CWC22. Het Mdmd-gen is hetzelfde in de verschillende M-stammen (MI, MII, MIII, MIV en MV), hetgeen een aanwijzing is dat het vóórkomen van de M-factor op de verschillende chromosomen het gevolg is van een translocatie. Een uitschakeling van Mdmd door middel van RNA-interferentie in de embryo's leidde tot een geslachtsverandering, waar individuen met een M-factor in hun genoom, zich weliswaar ontwikkelden als mannetjes, maar met volledig ontwikkelde ovaria. Dit fundamentele onderzoek aan de huisvlieg heeft geleid tot een dieper begrip van de diversiteit in en mechanismen van geslachtsbepaling. Hiernaast heeft het onderzoek ook praktische implicaties, en kan het bijdragen aan de ontwikkeling van genetische bestrijdingssystemen tegen schadelijke vliegen en andere insecten.