Nedärvd epigenetik gav rekordsnabb evolution

Domesticeringen av höns har gett upphov till snabba och omfattande förändringar i arvsmassans funktion. Förändringarna är ärftliga trots att de inte inverkar på själva DNA-strukturen, visar forskning vid Linköpings universitet.

Det röda djungelhönset togs som husdjur av människor för omkring 8 000 år sedan. På en evolutionärt sett rekordkort tid uppstod en enorm variation av tamhöns med olika färg, form och storlek. Den traditionella darwinistiska förklaringen är att människorna under årtusenden har avlat på egenskaper som uppstått genom slumpvisa, spontana mutationer i hönsens gener.

Nu visar en grupp zoologer i Linköping med Daniel Nätt och Per Jensen i spetsen att så kallade epigenetiska faktorer spelar en mycket större roll än man tidigare trott. Studien är publicerad i den högrankade tidskriften BMC Genomics.

De studerade hur mönstret av enskilda geners aktivitet i hjärnan skilde sig mellan moderna värphöns och den ursprungliga formen, de röda djungelhönsen, och fann hundratals gener där aktiviteteten var markant olika.

Vidare mättes i flera tusen gener graden av en epigenetisk förändring, DNA-metylering. Det är en kemisk förändring av DNA-molekylen som kan påverka hur generna uttrycks, men till skillnad från en mutation inte syns i själva DNA-strukturen. Resultaten visar tydliga skillnader i hundratals gener.

Forskarna undersökte också om de epigenetiska skillnaderna var ärftliga. Svaret blev ja: kycklingarna ärvde både metyleringsmönstret och genaktiviteten från sina föräldrar. Efter åtta generationers korsning mellan de två hönstyperna var olikheterna fortfarande tydliga.

Resultaten tyder på att själva domesticeringen medfört epigenetiska förändringar. I mer än 70 procent av generna hade tamhönsen en högre grad av metylering. Eftersom metylering är en mycket snabbare process än slumpvisa mutationer, och kan uppstå som följd av stress och andra erfarenheter, kan detta förklara hur variationen inom en art kan öka så dramatiskt på kort tid.

Nätts och Jensens forskning kan leda till en omprövning av viktiga grunder för evolutionsteorin.

Artikel:
Heritable genome-wide variation of gene expression and promoter methylation between wild and domesticated chickens av Daniel Nätt, Carl-Johan Rubin, Dominic Wright, Martin Johnsson, Johan Belteky, Leif Andersson och Per Jensen. BMC Genomics 13:59, februari 2012.

Kontakt:
Per Jensen, professor i etologi, 013-281298, 0736-569323, per.jensen@liu.se