Även små skillnader i hur snabbt djur växer under utvecklingen kan summera till stora skillnader i deras vuxna kroppsstorlek. Ändå är vuxna av samma art vanligtvis nästan identiska i storlek. Benjamin Towbin, en postdoc vid Grosshans lab som nu är vid Uni Bern, upptäckte en mekanism som främjar sådan storlekslikformighet utan att själv mäta storleken. Hans forskning med C. elegans visade att tillväxthastigheten bestämmer hastigheten på en genetisk klocka som gånger utvecklingen.

I stort sett växer individer av samma art till samma storlek. Denna enhetlighet i storlek är häpnadsväckande, eftersom inneboende slumpmässighet i utvecklingsprocesser och i miljöförhållanden ger betydande skillnader i hur snabbt individer växer. Dessutom, eftersom djurtillväxt ofta är exponentiell, kan även små skillnader i tillväxt förstärkas till stora skillnader i storlek. Hur ser djuren ändå till att få rätt storlek?

Även om storlekskontroll har studerats omfattande i encelliga mikrober, är lite känt om hur flercelliga djur kontrollerar sin storlek. Benjamin Towbin, nu biträdande professor vid universitetet i Bern, var expert på kontroll av bakteriestorlek när han började på FMI som postdoc i Helge Grosshans grupp. Han insåg att den nya levande avbildningstekniken som Grosshans lab använde för att registrera utvecklingen av rundmasken C. elegans öppnade nya möjligheter att studera hur djur kontrollerar sin storlek.

I en studie publicerad i Nature Communications , använde Towbin time-lapse-mikroskopi för att registrera hundratals individuella C. elegans från kläckning till vuxen ålder. Towbin upptäckte en mekanism som säkerställer enhetlig kroppsstorlek bland enskilda djur. Mekanismen verkar inte mäta storleken i sig. Istället känner den av hur snabbt en individ växer och anpassar på lämpligt sätt tiden efter vilken denna individ blir vuxen. Därför når en långsamt växande individ samma storlek som en snabbt växande individ eftersom den får mer tid att växa.

Towbin visade att denna mekanism uppstår genom att man kopplar tillväxthastigheten till frekvensen av en så kallad genetisk oscillator. Grosshanslaboratoriet hade tidigare visat att denna oscillator fungerar som en utvecklingsklocka, se berättelse. Efter fyra svängningar upphör ungas utveckling och djuren blir vuxna. Towbin visste detta och använde molekylära verktyg för att snabba upp klockan. Som Towbin förutspådde av en matematisk modell, blev djur med en snabbare klocka vuxna snabbare och var mindre i storlek.

"Den matematiska modellen visar också att en omvänd relation mellan tillväxthastigheten och oscillationsfrekvensen inte är specifik för maskar, utan en allmän egenskap hos genetiska oscillatorer", säger Towbin som är sista författare på tidningen (Klement Stojanovski, labbchef för hans nuvarande labb, är första författare). "Koppling av tillväxt och utveckling som finns i masken kan alltså ligga bakom många andra fall av biologisk storlekskontroll", säger han. Till exempel involverar utvecklingen av ryggraden hos ryggradsdjur också en genetisk oscillator, vars koppling till tillväxt kan säkerställa rätt storlek och antal ryggkotor.