Wie ein Myosin-Gen die Links- oder Rechtswindung japanischer Schneckengehäuse bestimmt

Der zelluläre Motor hinter der Windungsrichtung des Gehäuses

Eine in Phys.org veröffentlichte wissenschaftliche Studie beleuchtet eine wichtige biologische Innovation für das Verständnis der Entwicklungssymmetrie. Durch die Untersuchung wildlebender Schnecken der Gattung Euhadra in Japan stellten die Forschenden fest, dass die Windungsrichtung des Gehäuses auf natürliche Unterschiede innerhalb eines Gens zurückgeht, das für Myosin kodiert. Dieses Protein wirkt zusammen mit zellulären Gerüstkomponenten daran mit, dass Zellen während des Wachstums ihre Form ändern und sich bewegen.

Laut dem Forschungsteam unter Leitung von Autor Alec Martin Lewis, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Current Biology, bestimmen feine Aminosäurevariationen im Myosin-Protein, ob sich embryonale Zellen in frühen Furchungsstadien im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn drehen, wie Phys.org berichtet. Diese mikroskopische Rotationsverschiebung legt unmittelbar die makroskopische Links- oder Rechtshändigkeit, also die Chiralität, des Gehäuses und der inneren Organe der erwachsenen Schnecke fest.

„Es zeigt sich, dass kleine Veränderungen in einem Myosin-Gen spiegelbildliche Schnecken hervorbringen, die dennoch gesunde, lebensfähige Tiere sind.“

— Angus Davison, Hauptautor, University of Nottingham

Lebensfähigkeit und natürliche Selektion bei Spiegelformen

Bei den meisten Tierarten ist die Ausrichtung der inneren Organe festgelegt, und spontane spiegelbildliche Umkehrungen gehen in der Regel mit schweren embryonalen Fehlbildungen einher. Die Euhadra-Schnecken weichen deutlich von dieser Regel ab. Die von Phys.org berichtete Untersuchung bestätigte, dass sich sowohl links- als auch rechtswindende Individuen normal entwickeln, ohne Anzeichen von Pathologie oder Entwicklungsdefekten.

Die genetische Analyse zeigte, dass beide morphologischen Varianten evolutionäre Linien alten Ursprungs sind, wobei die linkswindende Form eindeutige Signaturen natürlicher Selektion aufweist. Die Ergebnisse stehen in scharfem Kontrast zur gemeinen Schlammschnecke, bei der eine unnatürliche Mutation in einem ganz anderen Gen neben schweren körperlichen Anomalien eine Linkswindung verursacht, so Phys.org. Da diese natürlichen biologischen Varianten aus wilder genomischer Vielfalt und nicht aus kommerziellen Patenten stammen, bleiben die Ergebnisse im öffentlichen wissenschaftlichen Bereich, um die grundlegende anatomische Forschung voranzubringen.

Überwindung der Paarungsbarriere in japanischen Tälern

Da Schnecken ihre Fortpflanzungsorgane auf einer Körperseite tragen, bilden entgegengesetzte Gehäuse-Chiralitäten normalerweise physische Barrieren, die eine Paarung verhindern. Forschende der Tohoku University und der University of Nottingham konnten jedoch Genfluss zwischen den beiden Morphen beobachten, indem sie ein abgelegenes Bergtal in Japan ausfindig machten, in dem sich links- und rechtswindende Schnecken regelmäßig paaren, wie Phys.org dokumentiert.

Studienleiter Angus Davison merkte an, dass die wissenschaftlichen Grundlagen chiraler Moleküle zwar durch einen kürzlichen Nobelpreis Anerkennung gefunden hätten, doch das Verständnis, wie lebende Zellen einheitliche Bausteine in asymmetrische Organismen übersetzen, weiterhin ein aktives Forschungsfeld bleibe, so Phys.org. Diese natürliche Erfindung der Lebensfähigkeit von Spiegelbildern bei Schnecken bietet Entwicklungsbiologen ein Modell, um zu untersuchen, wie bilaterale Asymmetrie entsteht und im gesamten Tierreich erhalten bleibt.

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