Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 14-09-2020

ARHGAP11B

betekenis & definitie

“Rho-GTPase Activating Protein 11B”; regulerend gen voor de ontwikkeling van het zenuwstelsel, uniek voor de mens en mogelijk betrokken bij de evolutie van de hersenen

ARHGAP11B komt alleen bij de mens voor. Het gen is ongeveer 5 miljoen jaar geleden ontstaan als een duplicaat van ARHGAP11A, dus na de splitsing met de chimpansee, maar vóór de splitsing met andere Homo-soorten. Het gen is ook aanwezig in het genoom van de neanderthaler en de Denisova-mens. Bij de duplicatie is een deletie opgetreden waardoor de C-terminus van het eiwit sterk is ingekort. Tegelijkertijd is de functie veranderd; ARHGAP11B komt specifiek tot expressie in de mitochondriën van voorlopercellen van neocortex-neuronen.

Het ARHGAP11B-gen codeert voor een Rho-GTPAse-activator, een onderdeel van de grotere groep van GTPase-activerende eiwitten. Ze werken in de cel als moleculaire schakelaars doordat ze de hydrolyse van guaninetrifosfaat (GTP) stimuleren dat functioneert als signaalmolecuul voor talloze cellulaire processen, o.a. membraantransport en signaaltransductie. Verschillende GTPase-activerende eiwitten hebben een functie bij de ontwikkeling van het zenuwstelsel, zo ook ARHGAP11B en SRGAP2.

Het ARHGAP11B-eiwit heeft een stimulerend effect op de groei van de hersenen tijdens de embryonale ontwikkeling. Dit blijkt uit proeven met muizen, fretten en zijdeaapjes. In de foetus van een zijdeaapje waarin het humane ARHGAP11B tot expressie gebracht werd zag men dat de ontwikkeling van de hemisferen sterk vergroot was en de plooiing van de cortex toegenomen. Hoe het precies werkt is niet bekend.

ARHGAP11B is een van de genetische factoren (naast DUF1220, NBPF, NOTCH2NL en SRGAP2) die in de mens versnelde evolutie laten zien. Al deze moleculaire veranderingen betreffen de regulatie van neocortex-voorlopercellen en de vorming van synapsen. De evolutie van onze hersenen is geëffectueerd door veranderingen in de vroege ontwikkeling.