FOX P2 GEN


artistieke impressie

FOX-gen

De FOX-genen of Forkhead Box-genen zijn een familie van genen die een cruciale rol spelen in de ontwikkeling van dieren. Enkele FOX-genen zijn ook gevonden in schimmels. Het zijn regulatiegenen, waarvan de eiwitten de expressie van andere genen beïnvloeden en zijn betrokken bij de celgroei, celstrekking, celdifferentiatie en levensduur van de cel. Veel FOX-genen beïnvloeden de embryonale ontwikkeling.

De naam FOX is een afkorting van Forkhead Box. Zogenoemd naar de aard van hun werking. FOX-eiwitten bestaan uit 80 tot 100 aminozuren, die zich aan het DNA aanhechten, waardoor de genexpressie van andere genen wordt beïnvloedt

De FOX-genen worden ingedeeld in 17 groepen, FOXA tot en met FOXQ genaamd. De totale werking en functie van deze genen is nog niet in kaart gebracht, maar van veel genen is al wel bekend waar ze invloed op hebben. Omdat deze genen een grote invloed hebben op de ontwikkeling van het individu is de tolerantie voor mutaties erg laag. Daardoor zijn de genen in de loop van de evolutie over het algemeen weinig veranderd en goed herkenbaar in verschillende soorten. Ze zijn derhalve goed geschikt voor het opstellen van evolutionaire stambomen.

Mutaties in FOX-genen zijn verantwoordelijk voor een reeks van erfelijke ziekten die bij de mens zijn gevonden.

Enkele FOX-genen

  • FOXF2 heeft een expressie in de longen en placenta.
  • FOXJ1, houdt het immuunsysteem in toom en voorkomt daarmee auto-immuunziekten.
  • FOXL2, een mutatie in dit gen veroorzaakt bij de mens Congenitale ptosis (hangend ooglid).
  • FOXM1B, van groot belang voor het verdubbelen van het DNA en de mitose, stimulatie van de expressie van dit gen stimuleert de weefselgroei, het wordt daarom ook wel het “eeuwige jeugd-gen” genoemd.
  • FOXP2, wordt bij de mens verantwoordelijk geacht voor het spraakvermogen. Maar ook bij andere zoogdieren is gevonden dat het FOXP2-gen van belang is voor de ontwikkeling van communicatie door geluidsignalen.
  • FOXP1, FOXP3, FOXP4
FOXP2-gen
‘Een paar verschillen in een gen verklaren waarom een chimpansee niet praat,’
?
Twee mutaties in een gen dat met taal te maken heeft, zou de drijvende kracht achter de evolutie van moderne mensen zijn geweest.
Dat opperen onderzoekers die dat gen bij mensen, mensapen en muizen hebben vergeleken.
De berichtgeving in de media deden vermoeden dat nu bekend is hoe taal ontstond, maar daar is veel op af te dingen.
Sprakeloze speculaties : één gen maakt nog geen taal
vrijdag 16 augustus 2002
Taal is de ontbrekende schakel in de evolutie van aap naar moderne mens.
Mensen zijn de enige wezens op aarde die een systeem van grammatica, woordvormkunde en betekenisleer kunnen koppelen aan spraakgeluid en gebaren.
Dat is helemaal niet knap, want dat vermogen is ons aangeboren, net zoals het lopen op twee benen van begin af aan is voorbestemd.
Apen hebben zoiets niet, zelfs niet de knapste.
Die kunnen weliswaar leren communiceren met symbooltjes op een magneetbord, of met gebaren uit een menselijke gebarentaal, maar het aantal symbolen en gebaren dat ze kunnen behappen is altijd beperkt.
Bovendien hebben ze er lang en expliciet onderwijs voor nodig.
Ergo: mensen hebben een taalvermogen, (mens)apen niet.

Daar moet dus een genetische basis voor zijn, denken onderzoekers, en sinds vorig jaar menen ze daar iets meer van te weten.
Bij leden van de Britse familie ‘KE’ werd toen een gen ontdekt dat de een of andere taalkundige functie krijgt toegeschreven.
Ongeveer de helft van de familie spreekt haast onverstaanbaar, zet de woorden van een zin in een verkeerde volgorde, en heeft moeite om gesproken taal te begrijpen.
Het bleek dat zij allemaal een kleine afwijking hebben in een gen, het zogeheten FOXP2-gen.
‘Eerste spraakgen ontdekt’
kopten de kranten, hoewel de ontdekkers dat zelf tegenspraken. Veel van de ‘patiënten’ hadden in testen bijvoorbeeld ook moeite om op commando hun mond te openen en weer te sluiten, zodat werd aangenomen dat het defect in het gen een motorische stoornis veroorzaakte, waardoor ook de beweging van despraakorganen werd belemmerd.Geneticus Svante Pääbo van het Max Planckinstituut voor Evolutionaire Antropologie in Leipzig vond de ontdekking echter
‘potentieel te relevant voor het taalvermogen om er niets mee te doen,
zo zei hij vorig jaar.
Met een aantal collega’s ging hij onderzoeken of het FOXP2-gen ook bij aan de mens verwante diersoorten bestaat.
Dat blijkt het geval, zo schrijven ze in het vakblad Nature.
En dat niet alleen:
-gedurende miljoenen jaren evolutie is het gen bijna niet veranderd.
-De muizenvorm van FOXP2 verschilt op slechts drie punten van die van de mens, een opmerkelijk staaltje van conservering, want de laatste gemeenschappelijke voorouder van mens en muis leefde zo’n 70 miljoen jaar geleden.

Maar wat FOXP2 echt spannend maakt, vindt Pääbo, is dat twee van de drie veranderingen in het gen betrekkelijk recent zijn ontstaan. Dat leidt hij af uit de samenstelling van FOXP2 bij chimpansees, gorilla’s en rhesusapen.
Die zijn onderling identiek, maar verschillen op twee plaatsen van de menselijke vorm van het gen.
De veranderingen moeten dus ontstaan zijn nadat de laatste gemeenschappelijke voorouder van mens en aap leefde, wat volgens de laatste schattingen rond de zes miljoen jaar geleden het geval was.

——————–intermezzo ————————————————————————————————-

Daar is zeker iets voor te zeggen.

Fig 1: Silent and replacement nucleotide substitutions mapped on a phylogeny of primates. Bars represent nucleotide changes. Grey bars indicate amino-acid changes -after : Enard et al, ‘Molecular evolution of FOXP2, a gene involved in speech and language’, Nature 418, 869 – 872, (2002)Alec MacAndrew

http://www.evolutionpages.com/FOXP2_language.htm http://www.nature.com/nature/journal/v418/n6900/full/nature01025.html

http://evolution-textbook.org/content/free/figures/25_EVOW_Art/27_EVOW_CH25.jpg

-Het FoxP2 gen is eigenlijk gewoon een heel mooi voorbeeld van graduele evolutie met maar 2 puntmutatie die verschillen bij de mens ten opzichte van de chimp en de andere primaten uit het vergelijkingsmateriaal en dat betekent nogal een ontkrachting van de claims die sommige creationisten( = Peter Borger o.a. ) maken door het menselijke Foxp2 voor te stellen als een zogenaamd uniek “indicator”gen , waardoor de menselijke soort een uniek “speciaal geschapen” en afzonderlijk baranoom zou vormen
(Zie voor de hilarische afgang van deze crea-claim van borger

The FOXP2 protein sequence is highly conserved.

(Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/FOXP2)

Similar FOXP2 proteins can be found in songbirds, fish, and reptiles such as alligators.[13][14] Aside from a polyglutamine tract, human FOXP2 differs from chimp FOXP2 by only two amino acids, mouse FOXP2 by only 3 amino acids, and zebra finch FOXP2 by only 7 amino acids.[15][16][16] Some researchers have speculated that the two amino acid differences between chimps and humans led to the evolution of language in humans.[15] Others, however, have been unable to find a clear association between species with learned vocalizations and similar mutations in FOXP2.[13][14]

  • Both human mutations occur in an exon with no known function.It is also likely, based on general observations of development and songbird results, that any difference between humans and non-humans would be due to regulatory sequence divergence (affecting where and when FOXP2 is expressed) rather than the two amino acid differences mentioned above.[3]
—————————————————————————————————————————————
Merkwaardig is echter de volgende stap die de auteurs zetten.
Zij gaan ervan uit dat de veranderingen in het FOXP2-gen gevolgen heeft gehad voor de flexibiliteit van het spraakvermogen ( = het spraak”orgaan” ) van mensen.
“Wij speculeren dat dat de ontwikkeling van gesproken taal beïnvloed heeft,” schrijven ze.
Met een model berekenen ze bovendien dat zulke veranderingen in 125.000 tot 200.000 jaar tijd onder alle mensen verspreid kan worden.
Waarom, zo opperen de onderzoekers, zou dat dan niet in de laatste 200.000 jaar gebeurd kunnen zijn, de periode waarin de moderne mens moet zijn ontstaan?

Enkele media concludeerden dat
nu is vastgesteld dat taal tijdens de evolutie van de moderne mens ontstond.
Voor het gemak wordt maar verzwegen dat de onderzoekers speculeren.
-Evenmin wordt er verteld dat de auteurs onmogelijk kunnen weten of de veranderingen in FOXP2 inderdaad in de afgelopen 200.000 jaar ontstonden – misschien traden de veranderingen wel op kort na het uiteengaan van mens en aap, zes miljoen jaar terug.

En dan is er nog het probleem van wat het gen met taal doet.
Als FOXP2 invloed heeft op de motoriek van de spraakorganen, betekent dat nog niet dat het taalvermogen daarmee samenhangt.
Taal zit in je hoofd, en niet in de tong of wangen.
Spraak is slechts een medium waarmee taal kan worden geuit.
Waar het om gaat, is het cognitieve vermogen om zinnen te bouwen, om woorden te gebruiken en volgens regels te verbuigen, om maar wat kenmerken van alledaagse taal te noemen.
Zo lang het nog duister is of FOXP2 dat vermogen beïnvloedt, zullen taalkundigen erop wijzen dat het gen moeilijk als taalgen te benoemen is.
Hoe taal is ontstaan, blijft dus even onbekend als het was.
(Marc Koenen)W. Enard et. al.: Molecular evolution of FOXP2, a gene involved in speech and language. In: Nature, online publicatie nr. 10.1038/nature01025 (14 augustus 2002).

FoxP2 “Taalgen ” ook gevonden bij Neanderthaler

23 oktober 2007

Het enige gen dat ooit in verband is gebracht met het uniek menselijke taalvermogen, het gen FOXP2, komt in die vorm ook bij Neanderthalers voor.
Dit blijkt uit onderzoek aan DNA uit twee Neanderthalbotten die vorig jaar in Spanje zijn gevonden.

De botten werden na de vondst meteen steriel ingevroren. Het onderzoek wordt gepubliceerd in de Current Biology van 1 november maar werd al eerder vrijgegeven. De vondst betekent niet dat Neanderthalers een volledig modern taalvermogen hadden – een omstreden kwestie in de menselijke evolutie.

Eerder werd aan Neanderthalers taalvermogen ontzegd omdat er nooit een Neanderthal-tongbotje was gevonden. Dat is een botje bij het strottehoofd dat cruciaal is voor de aanhechting van tong- en andere spraakspieren.

De vondst van zo’n tongbotje bij een zeer volledig Neanderthalskelet uit de Israelische Kabaragrot, in 1983, leidde ook nooit tot een brede overtuiging dat Neanderthalers wèl konden spreken. Daarvoor is veel meer bewijs nodig.

Neanderthalers zijn een aan de mensen parallelle evolutionaire tak, met een gemeenschappelijke voorouder ergens rond 500 à 300.000 jaar geleden. Neanderthalers kwamen alleen voor in Europa en West-Azië, en leken sterk op moderne mensen.

Maar hoewel ze gemiddeld iets grotere hersenen hadden dan de moderne mens, zijn er nooit veel aanwijzingen gevonden voor symbolisch denken. Op een paar omstreden uitzonderingen na zijn er g챕챕n kunstvoorwerpen en g챕챕n geavanceerde werktuigen van neanderthalers bekend. Ze stierven rond 30.000 jaar geleden uit.

Op de korte termijn wordt door de nieuwe vondst vooral het belang van dit ‘unieke taalgen’ voor de moderne mens gerelativeerd.

Het FOXP2-gen kwam in 2001 in het centrum van de belangstelling toen artsen ontdekten dat dysfuctioneren van dit gen leidde tot ernstige problemen met de fijne mondmotoriek. Ook hebben mensen met een kapot FOXP2-gen moeite met het onderscheiden van lettergrepen, met de vervoeging van werkwoorden en de vorming van grammaticale zinnen. Voor buitenstaanders zijn de lijders aan dit syndroom vrijwel onverstaanbaar. In 2002 werd ontdekt dat dit gen bij andere primaten en zoogdieren ook voorkomt en vrijwel overal hetzelfde is, maar dat het nu juist bij de mens op twee punten afwijkt. Omdat berekend kon worden dat deze mutaties ongeveer 200.000 jaar oud waren – precies rond het ontstaan van Homo sapiens – kreeg FOXP2 grote wetenschappelijke faam als mogelijk de cruciale mutatie die de moderne mens maakt tot wat hij is: een talig wezen.

De nieuwe vondst van precies die modern menselijke FOXP2-variant in het Neanderthal-genoom (op zich al een wetenschappelijke prestatie van de eerste orde) veegt die mogelijkheid waarschijnlijk vrij effectief van tafel.(1)

De auteurs (onder wie de beroemde Finse geneticus Svante Pääbo die ook bij het eerdere onderzoek aan FOXP2 betrokken was) sluiten uit dat het gen door seksueel verkeer tussen moderne mensen en Neanderthalers bij de Neanderthalers terecht is gekomen.

Zij zijn ervan overtuigd dat het gen afkomstig is van de gemeenschappelijke voorouder – en dus veel ouder is dan de eerder geschatte ouderdom van 200.000 jaar.

zie ook

Klik op de afbeelding om de link te volgen
09-08-2008
Klik hier om een link te hebben waarmee u dit artikel later terug kunt lezen.Mitochondriale Genenkaart van Neanderthaler

http://www.bloggen.be/evodisku/archief.php?ID=96 met (5) reacties

Typisch menselijk… of niet?

13. September 2008,Alleen mensen kunnen denken, alleen mensen kennen liefde, alleen mensen maken en gebruiken voorwerpen… Hoe hebben we ons al niet uitgesloofd om de mens definitief te onderscheiden van andere levende wezens! En frustrerend dat dit is, want steeds worden de typisch menselijke eigenschappen onderuit gehaald door vergelijkend onderzoek op verschillende andere soorten.

Het denkvermogen van hogere dieren is zwaar onderschat, kenmerken van liefde zijn terug te vinden bij mensapen, werktuiggebruik is veelvuldig aangetoond bij andere soorten. En ga zo maar door. Maar misschien is er wel een kenmerk dat onze soort typeert, dat we niet bij andere soorten moeten verwachten (hoewel ik dit niet zeker weet): alleen wij maken ons druk over onze uniciteit, alleen wij gebruiken duizenden woorden om een exclusieve kloof tussen onze soort en andere soorten te formuleren, en onze superioriteit dubbel en dik te onderstrepen. Het is leuk om zien.

In dit verband vielen me twee recente bevindingen op die de frustratie van de kloof-zoeker nog wat kunnen vergroten. Om onszelf wat meer nederigheid te gunnen, zal ik ze graag even aanstippen. Zopas had ik het over ‘duizenden woorden’, dat is precies waar het eerste onderzoek om draait: onze taal, onze spraak.

TAALGEN
Men kent al geruime tijd een gen dat luistert naar de naam FOXP2. Het kreeg grote interesse sinds men een familie vond waarbij dit gen beschadigd is. De helft van de familieleden had taalproblemen, vooral met grammatica, taalbegrip en schrijven. Maar het meest opvallende probleem was een gestoorde coördinatie van de bewegingen die nodig zijn om vloeiend te kunnen praten, dus van mond en gezicht. Eén mutatie in één gen ondermijnde de taal bij deze mensen. Het is niet te verbazen dat – vooral in de pers – het ‘taalgen’ geboren was. Men had een gen gevonden dat de taal bij de mens mogelijk maakt. En vooral, men had een genetische basis ontdekt die nu eens klaar en duidelijk een onderscheid met niet-menselijke soorten uitmaakt. De mens is gedefinieerd! Is dat zo? Of is dit wat kort door de bocht?

Ruzie maken

Het mag zeker verdedigd worden dat deze visie zwaar botst met de realiteit: FOXP2 mag dan al sterk bijdragen tot de mogelijkheid om te praten en dus een taal te ontwikkelen, het is verre van de heilige graal van het mens/dier onderscheid.

Het gen FOXP2 is immers al langer gekend als een controlerend gen, dat de expressie van andere genen mee bepaalt. Het is overigens algemeen verspreid in de dierenwereld, zelfs insecten hebben hun versie van het gen.

Het FOXP2 van een muis verschilt van het onze in slechts drie mutaties (kleine veranderingen dus), dat van mensapen en apen in twee zulke mutaties.

Dat betekent dat de menselijke variant zeer recent ontstaan is in de loop van de evolutie, onderzoekers schatten dat dit slechs tweehonderdduizend jaar geleden is gebeurd, op het moment dat de moderne mens is ontstaan.

Bijzonder interessant hierbij is het feit dat onze neef, de neanderthaler, dezelfde mutaties heeft.

Wat ons op een boeiende zijgedachte brengt: neanderthalers worden – kijk naar de vele cartoons – doorgaans voorgesteld als barbaarse onwezens, toch hebben ze datzelfde gen dat sommigen beschouwen als typisch meselijk; zouden we dan niet eerder moeten verwachten dat ze misschien ongeveer dezelfde taalvermogens kenden als wij, en even ver ontwikkeld waren?

Natuurlijk in de veronderstelling dat ook de vele andere genen die nodig zijn voor taal bij hen terug te vinden zouden zijn. Maar goed, dit is maar een zijgedachte.

Wat we uit deze bevindingen vooral willen onthouden is dat het fameuze ‘taalgen’ dat men dacht gevonden te hebben, slechts één kleine aanzet in de evolutie was om te komen tot spraak.

Ook bij vogels heeft het een belangrijke taak bij de ontwikkeling van zang. Spraak en taal komen niet uit het niets gevallen, hun ontwikkeling steunt op zeer oude evolutionaire wegen.

Weer eens hebben we de definitieve kloof tussen ons en andere soorten niet gevonden. Misschien dan wel in ons sociaal systeem? Democratie bijvoorbeeld? Dat is toch wel echt menselijk, niet?

Even kijken.

Makaak

DEMOCRATISCHE MAKAKEN
Toen ik enkele jaren geleden het primatologisch centrum in Straatsburg bezocht, werd ik meteen verliefd op de bijzonder sympathieke tonkeanmakaken, aapjes uit Indonesia. Wat hun charme uitmaakte wist ik niet, er was nog erg weinig onderzoek op hen gedaan. Vandaag staan we een stap verder, in Straatsburg zijn al flink wat studies op deze dieren uitgevoerd. Bijvoorbeeld, zeer recent is er een studie voorgesteld over de manier waarop beslist wordt in welke richting een groep zal vertrekken als ze op stap gaan. Als tien tot twintig dieren zich in groep willen verplaatsen, kan niet ieder zijn eigen gang gaan, er zou al snel geen groep meer zijn. Hoe wordt dan bepaald naar welke kant ze vertrekken? De onderzoekster Odile Petit heeft hier klaarheid in gebracht.

Een groep apen vertrekt doorgaans wanneer één dier zich over een afstand van enkele meters verplaatst “in de richting van een voedselbron bijvoorbeeld ” en even wacht terwijl hij de groep aankijkt. De andere dieren volgen zijn initiatief, en voilà , de beslissing is genomen. Maar! Het wordt pas interessant wanneer twee dieren twee verschillende motivaties hebben en in twee tegengestelde richtingen vertrekken. De ene zoekt voedsel in deze richting, de andere bijvoorbeeld iets amusants in die richting. Wat nu? Elk van deze dieren heeft zijn aanhang, sommige gaan mee in de richting van het voedsel, andere gaan mee naar het amusement. Wordt de groep nu opgesplitst? Stel dat er drie of vier initiatiefnemers zijn, de groep zou volledig verbrokkelen. Verre van, want de grootste groep haalt het! De minderheid volgt gewoon de meerderheid, want ook hun motivatie was. En de groep blijft intact. Ziedaar een basisbeginsel van onze samenleving: de meerderheid beslist. Democratie noemen we dat.

Beweer ik nu dat ons parlement identiek is aan een groep tonkeanmakaken? Soms zou je dat wel durven stellen, maar hier doe ik dat niet. Onze democratie gaat natuurlijk nog flink wat verder, er wordt gediscussieerd, men wikt en weegt de argumenten van anderen, de minderheid krijgt haar rechten, enzovoort. Maar wat we bij de Indonesische makaken zien, is zonder meer de basis van een democratische beslissing.

Ook herten zouden dit kennen. Een steunpilaar van onze menselijke samenleving is weer eens ouder dan de mens zelf, ze komt al voor bij andere soorten.

Wat onthouden we hier nu uit? Dat het frustrerend is om te blijven zoeken naar de definitieve kloof tussen mens en dier (als je dit al zo mag zeggen, we spreken ook niet van appels en fruit).

Elk humaan kenmerk dat we denken gevonden te hebben is ouder dan de mens, heeft wortels in het evolutionair verleden, en is steeds maar een uitdieping, een complexere vorm, een culminatie… of hoe je het ook wil noemen van een structuur die al langer bestond.

Daarom is het zo frustrerend om te zoeken naar de kloof die ons scheidt van andere wezens, en keer ik terug naar het begin van dit betoog: alleen wij maken ons druk over onze uniciteit, dàt is de kloof.

www.ch-darwin.eu

2009

(1) Volgens de creationisten is (zie bijvoorbeeld —> http://volkskrantblog.nl/bericht/223547 ) :de aanwezigheid van het menselijke FOXP2 “taalgen “in het neanderthalergenoom( opchromosoom7 )juist het bewijs dat de Neanderthaler slechts een ras van de homo sapiens was

Tegen de pseudowetenschap van het Borgeriaans gutobisme

http://www.sterrenstof.info/?p=1592#comments

( Rene fransen )
Het probleem met FOXP2 is dat het gen ook aanwezig is bij chimps en andere apen, maar dat de mens er enkele mutaties in heeft ….
Dus waarom is FOX2P een marker voor het homo baranoom?
Het heeft namelijk wel degelijk een evolutionaire geschiedenis.

De crux is dus: hoe bepaal je of een gen al dan niet een evolutionaire geschiedenis heeft…

Als het over FOX2P gaat, dan heeft de mens een mutatie op 2 plekken t.o.v. de gorila, chimp en rhesusaap. Maar die verschillen maar op 1 plek van de muis. En ik vermoed dat er heel wat andere soorten zijn die het FOX2P gen van de muis hebben.
Dus is de vraag: is FOX2P een algemeen indicatorgen, of alleen de indicator voor het homo baranoom?
In het eerste geval zou het logisch zijn de muis bij de chimpansees in te delen, wat natuurljk niet geheel logisch is.
In het laatste geval dreigt willekeur: als je twee groepen vergelijkt, vind je altijd verschillen.
Wanneer is een genetisch verschil de indicatie dat er sprake is van een ander baranoom?

De cirkelredenering die nu dreigt, is dat je groepen gaat vergelijken om te zoeken naar genetische verschillen en die vervolgens ‘indicatorgenen’ gaat noemen.

Chimp en mens ‘mogen’ ( volgens de crea’s ) niet in hetzelfde baranoom zitten, dus zoek je verschillen.

Om die cirkelredenering te ondervangen, moet je een goede definitie hebben voor het herkennen van indicatorgenen, voordat je een indeling in baranomen hebt gemaakt.

Dan moet je inderdaad gaan aftrekken en zoeken naar unieke genetische info.

Maar FOX2P levert dan al direct problemen op.
Is dit ‘unieke genetische informatie’?
Waarom?
En waarom hoort de muis niet bij het ‘primaten-baranoom’?

(Ludo ) Het is voor PB
http://www.wolfs.es/borger/www.vkblog.nl/bericht/280777/Lineair_denken_is_uit!.html
en andere creationisten , schipperen tussen Genesis en de Ark van Noach:
-als je met genoomsubtractie te veel baranomen (en dus baramins) vindt is dat prima voor Genesis maar past het allemaal niet meer op de Ark,
-en als je er te weinig vindt is dat prima voor de Ark maar kom je in conflict met Genesis omdat mens en aap in hetzelfde baranoom terecht kunnen komen.
Definities vaag en circulair houden is dus het devies.

De enige reden waarom Peter Borger Foxp2 als indicatorgen aanhaalt is omdat wij als mensen een unieke eigenschap bezitten, namelijk spraak.

Het Foxp2 gen is hiervoor mede verantwoordelijk dus valt dit onder een indicatorgen.

In het kort, : het is een verkapte, maar vooral mislukte, manier om proberen de mens los te koppelen van primaten.

(Gerdien De Jong )
FOXP2 heeft bij meer soorten te maken met het voortbrengen van zang: vogels, vleermuizen.
Het gen doet oa ook iets met spierdifferentiatie in gezicht en keel.

http://evolutiebiologie.blogspot.com/2011/10/echolocatie-en-foxp2.html

donderdag 20 oktober 2011

Echolocatie en FOXP2

Gerdien de Jong

Echolocatie mag dan als basis ‘een schreeuw per vleugelslag’ hebben, – tenminste voor de microbats die het geluid produceren met hun strottenhoofd -, verder zijn de geluiden heel divers. .

Bij de microbats is er grote diversiteit in echolocatie. De soort kan aan zijn geluid herkend worden. De roep kan kort zijn of lang, gebruik maken van weinig frequenties of van veel frequentie, alleen een basistoon gebruiken of ook met boventonen werken.
Dit overzicht van mogelijkheden in de roep verscheen een paar jaar geleden. Er staan voorbeelden bij van de beesten. Uit de ene grote groep binnen de vleermuizen, de Yinpterochiroptera, staan de voorbeelden in de linkerkolom, uit de andere grote groep, de Yangochiroptera, staan de voorbeelden in de rechterkolom.

Tabel 1 uit Jones & Teeling 2006.

De acht verschillende manieren van echolocatie zijn geheel verdeeld over de moleculaire indeling te vinden.


Figuur 2 uit Jones & Teeling 2006.

Is er dan geen enkel verband tussen de moleculaire indeling en echolocatie? Ja, maar met een omweg, via een gen geheten FoxP2.

FoxP2 is een regelneef: een gen dat voor een eiwit, FOXP2, codeert dat alleen maar andere genen aan- of uitzet, of harder of minder hand aanzet.
De naam FoxP2 zit als volgt in elkaar.
Fo – het is een gen uit de grote genfamilie “fork head”, om te beginnen geïdentificeerd aan de hand van de mutant fork head in Drosophila melanogaster, de bananenvlieg. Elk Fo gen heeft een kenmerkend motief voor een 110 aminozuren ergens in de sequentie.
x – de Fo genfamilie bestaat uit transcriptiefactoren, regelneven.
P – het is de P subfamilie: Fox heeft subfamilies A t/m R, zo te zien ooit ontstaan door genduplicatie.
2 – de P subfamilie omvat vier genen, FoxP1 t/m FoxP4.
Veel Fox genen kunnen teruggevonden worden in alle beesten, sponzen en al. De allereerste voorouder van de beesten moet ze al hebben gehad.

FOXP2 eiwit volgens Protein Data Bank (Wikipedia). Het lijkt erop dat de interactie van DNA met 3 moleculen FOXP2 in beeld is gebracht.

Van al deze Fox genen is FoxP2 het gen dat het meest in de belangstelling staat. FoxP2 speelt een rol in de coördinatie tussen de zintuigen en de spieren; ook bij de coördinatie tussen de oren en de spieren voor geluid. FoxP2 is nodig voor het leren van het maken van belangrijke geluiden, als alarm en zang bij muizen, zang bij vogels, spraak bij mensen, en echolocatie bij vleermuizen. Vleermuizen moeten echolocatie leren, van hun ouders: net als vogelzang en mensenspraak. Er is een hele hype geweest over FOXP2 in mensen, alsof HET gen voor spraak gevonden was.

Li en Wang, Rossiter, Jones en Zhang waren daarom geïnteresseerd in hoe het FoxP2 gen en het FOXP2 eiwit er in vleermuizen uitziet. Vooral waren ze geïnteresseerd of er verschillen waren tussen FoxP2 in vleermuizen en in andere zoogdieren.

Het FoxP2 gen bestaat uit 17 exons en daarbij horende introns. Het eiwit is 713 aminozuren lang. Li en zijn medewerkers bepaalden zelf de basenvolgorde in het DNA voor FoxP2 bij 13 vleermuissoorten en zeven andere zoogdieren. In de internet databases vonden ze nog meer sequenties voor FoxP2, zodat ze voor het hele gen 13 vleermuizen, 22 andere zoogdieren, het vogelbekdier, twee vogels en een hagedis hadden.

Het gen FoxP2 bleek heel variabel te zijn in de vleermuizen, veel variabeler dan in de overige zoogdieren. Bij de 22 overige zoogdieren vonden ze 365 veranderingen van een base in het DNA zonder dat dit tot een ander aminozuur in het eiwit leidde, en 20 veranderingen van een base in het DNA die wel tot een ander aminozuur aanleiding gaf. In de 13 vleermuizen werden er wel 385 veranderingen in het DNA gevonden die geen verandering in aminozuur in het eiwit gaven, en 44 veranderingen die tot een ander aminozuur in het eiwit leidden. In minder soorten dus meer dan dubbel het aantal veranderingen in het eiwit, binnen de vleermuizen.

Sorteren van de veranderingen gaf de volgende fylogenetische boom:

Fylogenetisch boom van FOXP2 eiwit . Blauw: Yinochiroptera (=Yinpterochiroptera zonder megabats). Paars: megabats. Orange: Yangochiroptera. Schaalstreepje: 1 aminozuurverandering. Li et al 2007.

De verandering in FOXP2 is onafhankelijk in de beide taken van de fylogenetische boom van de vleermuizen. Een statistische benadering laat zien dat deze snelle verandering snelle verandering het gevolg moet zijn van selectie: er zijn veel meer veranderingen in de aminozuren van het eiwit opgetreden dan je op grond van de basenpaarverandering in het DNA verwacht.

Voor twee exons, de exons 7 en 17, verzamelden Li en zijn medewerkers gegevens over veel meer zoogdieren Dit zijn de twee exons waarin in de eerste set gegevens de meeste veranderingen gevonden waren. Bij de mens zijn er ook in exon 7 twee veranderingen die tot een ander aminozuur in het eiwit FOXP2 leiden. Dat zijn veranderingen van aminozuur 303, waar aspargine threonine vervangt, en aminozuur 325, waar serine in plaats van asparagine gevonden wordt. Die vervanging van asparagine door serine komt behalve bij de mens ook voor bij dertien vleermuizen (elf Yin soorten en twee Yang soorten), de kat en een Zuid-Oost Aziatische dasachtige.

Statistisch zijn al deze veranderingen bij de vleermuizen selectie – alleen weet je niet waarop. Het is niet bekend wat voor effect een verandering van bijvoorbeeld asparagine op plaats 325 in serine voor gevolg heeft voor de functie van het eiwit. Wordt FOXP2 dan meer aangemaakt? Gaat het actiever werken? Of krijgt het een wijdere rol in genregulatie?

DNA sequenties zijn gemakkelijk te bepalen. Fijnschalige verandering van functie nagaan is moeilijk.

**********************
http://nl.wikipedia.org/wiki/Exon
http://nl.wikipedia.org/wiki/Intron

Jones G. & Teeling E.C., 2006. The evolution of echolocation in bats. Trends in Ecology and Evolution 21:: 149-156.
Li G.,Wang J., Rossiter S.J., Jones, G. & Zhang, S., 2007. FoxP2 evolution in echolocating bats. PLOS ONE 2: e900.
Teeling, E.C., 2009. Hear, hear: the convergent evolution of echolocation in bats? Trends in Ecology and Evolution 24: 351-354.

http://en.wikipedia.org/wiki/FOXP2
http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/view/entry/2a07/citation.html
http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/view/entry/2a07/summary

(Gerdien De jong –

EXON 7

Er zijn twee aminozuursubstituties in exon 7 van FOXP2 in de lijn naar mens:
Asparagine in plaats van threonine op positie 303 is verder nergens gevonden onder de bekeken beesten,
serine voor asparagine op positie 325 komt daarentegen ook in een aantal vleermuizen voor.

Dat zowel een aantal vleermuizen als de mens serine hebben op positie 325 en de meeste andere soorten asparagine is de waarneming. Vleermuizen hebben wat de mens ook heeft.

Die aminozuursubstitutie serine voor asparagine op positie 325 in vleermuizen bewijst dat de mens hier niet uniek is.

De familie waarin FoxP2 als ‘spraakgen’ gevonden is had de aminozuursubstitutie histidine vervangt arginine op positie 553. Dit laat zien dat de twee mutaties waarin mens en chimp verschillen niet als enige bepalend zijn voor spraakvermogen.

Creationist PB lijkt te beweren dat de aminozuursubstitutie serine voor asparagine op positie 325 in vleermuizen een geval van non-random mutatie is.

Hoe toont hij dat aan? Niet dus.

In de biologie worden samengestelde hypothesen stapsgewijs getest. Voorbeeld volgt.

Neem het volgende proefje.
Het fenotype van de mutant vestigial van Drosophila melanogaster is ‘hele kleine vleugels’, in de vlieg uiteraard. Daar heet de mutant naar.
Kruis de mutant vestigial met wildtype Drosophila melanogaster, met lange vleugels dus. De heterozygote F1 ziet er wildtype uit; de mutant is recessief. Kruis de F1 onderling. Volgens de wetten van Mendel verwachten we nu in de F2 (kleinkinderen van de oorspronkelijke kruising) de verhouding 3:1 voor de aantallen wildtype vliegen met lange vleugels en vestigial vliegen bijna zonder vleugels.
Tel de beesten die u werkelijk vindt. Dat is 5 wildtype tegen 1 vestigial of iets dergelijks, met veel meer wildtype beesten dan verwacht.
Dit is geen uitzondering: 3:1 krijg je zelden, zeker als je grote aantallen telt.

Waarom?
Omdat in het vestigial proefje twee hypotheses tegelijk getoetst worden: (a) wetten van Mendel gaan op; (b) de levenskans van alle larven is onafhankelijk van hun genotype, wildtype, heterozygoot of mutant; met andere woorden, er treedt geen selectie op.

Het proefje is heel geschikt om hypothese (b) te testen ONDER DE AANNAME dat de wetten van Mendel gelden, en waardeloos als test voor hypothese (a).

Wie wil dat het proefje de wetten van Mendel verwerpt, moet met een overervingsmechanisme komen dat zijn ideeën staaft.
Ondanks alle moeilijkheden met experimenteel testen houden we vast aan de wetten van Mendel (al kennen we er uitzonderingen op).

Bij die aminozuursubstituties in vleermuizen is iets dergelijks aan de hand.

De statistiek bij Li et al laat zien dat er meer aminozuursubstituties zijn dan je op grond van de achtergrond basensubstituties verwacht; dus op grond van die basensubstituties in het DNA die niet tot aminozuursubstitutie leiden.

Onder de aanname dat de primaire achtergrond basensubstitutie gelijk is (ongeveer, transitie mutanten hebben niet dezelfde kans als transversies, etc), concluderen Li et al tot selectie; zoals men standaard doet.

Wie wil beweren dat de onderliggende mutatiefrequentie voor de aminozuursubstituties in vleermuizen (niet alleen de 325 serine) hoger ligt moet dat aantonen.

Bovendien, ook bij hogere mutatiefrequente EN bij gerichte mutatie blijft selectie nodig – behalve als de hele populatie in 1 generatie dezelfde mutatie vertoont.
Het kan zijn dat Borger een hogere mutatiefrequentie wil, iets met hotspots of zo. Dan moet hij dat laten zien bij de vleermuizen.

Het kan zijn dat Borger gerichte mutatie wil, van iets toekomstig nuttigs voor de vleermuizen. Dan moet Borger een mechanisme daarvoor geven.

In Borgers boek ontbreekt zo’n mechanisme. Zo’n mechanisme zou bijvoorbeeld toekomstig nut van een mutatie moeten kunnen vaststellen.

Over tsjok45
Gepensioneerd . Improviserend jazzmuzikant . Instant composer. Jamsession fanaat Gentenaar in hart en nieren

One Response to FOX P2 GEN

  1. Pingback: VERKLARENDE WOORDENLIJST PALEONTOLOGIE E | Tsjok's blog

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers op de volgende wijze: