Nya rön om generna som gör oss stabila

Forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), Uppsala universitet och Högskolan Dalarna har sökt igenom arvsmassan hos växten Arabidopsis thaliana (backtrav) för att hitta gener som reglerar hur stabil eller variabel en egenskap är. Man visade att sådana gener är vanliga och att de spelar stor roll för hur stabilt egenskaperna uttrycks. Resultaten visar att mycket av den spridning som man observerar för en egenskap inte beror på slumpmässig miljöpåverkan, utan i stället beror på gener. Forskarna bidrar genom detta med ny teori och analysmetoder för att finna nya sätt på hur gener bidrar till sjukdom, evolution och selektionsrespons hos djur och växter. Resultaten har publicerats i tidskriften PLoS Genetics.

Genetiska studier syftar ofta till att förstå hur gener bidrar till att ändra nivån hos en egenskap, t ex genom att hitta genvarianter som minskar frekvensen av en sjukdom eller som gör det möjligt för en art att utveckla nya egenskaper. Ett alternativt, men fortfarande relativt outforskat, sätt som gener kan styra en egenskap är att reglera hur stor spridning som finns runt medelvärdet i populationen. Sådana gener kan göra att en population som uppnått ett optimalt medelvärde kan minska spridningen så att fler av individerna har värden nära detta optimum. Hos växter kan det vara att öka andelen plantor som blommar vid rätt tidpunkt eller inom djurproduktionen få en större del av en grupp slaktsvin att ha en önskad vikt vid en given ålder. Här har forskarna analyserat data från flera hundra isolat av växten Arabidopsis thaliana insamlade runt om i världen för att hitta gener som styr hur stabilt egenskaper uttrycks i denna växt.

– Genetiker har länge försökt förstå hur gener reglerar hur stabilt uttrycket av komplexa egenskaper är, säger koordinatorn för studien Örjan Carlborg, professor vid institutionen för Kliniska vetenskaper, SLU. Här får vi helt nya insikter i hur vanlig denna typ av reglering är i genomet.

Den nya teori man utvecklat för att bestämma hur stort bidrag enskilda gener ger till en komplex egenskaps stabilitet gör att man kunnat visa att gener som gör egenskaper robusta eller variabla ofta har lika stor betydelse för den totala spridning man ser för en egenskap som de gener vilka endast påverkar egenskapens nivå. Ett exempel man diskuterar i artikeln är hur växten reglerar nivån av spårämnet molybden. Studien påvisar en stark association i närheten av en gen (MOT1) som kodar för ett transportprotein för molybden och där den huvudsakliga effekten är på spridningen, snarare än nivån, av spårämnet i växten.

– Det är ofta viktigt för en organism att ha en stabil koncentration av molekyler, t ex spårämnen, i sina celler för att fungera normalt. Våra resultat visar att det är troligt att vi här ser en effekt av en mutation som gör att cellen inte kan transportera molybden över cellmembranet lika effektivt som normalt och den därför blir känsligare för hur mycket det finns av ämnet i dess omgivning, säger Xia Shen, SLU och Uppsala universitet, som tillsammans med Örjan Carlborg genomfört studien.

Den nya teori och de resultat som studien bidrar med visar att det nu finns verktyg som gör det möjligt att utreda hur viktig genetisk kontroll av robusthet är för ekonomiskt viktiga egenskaper inom lantbruket eller för sjukdomar i människor och djur.

Läs artikeln här:

http://www.plosgenetics.org/article/info:doi/10.1371/journal.pgen.1002839

För mer information

Professor Örjan Carlborg, SLU, tel 076-210 91 14, orjan.carlborg@slu.se