Gå direkt till innehåll
Peter lind, forskarassistent på Institutionen för molekylärbiologi och huvudförfattare till artikeln. Foto: Peter Lind
Peter lind, forskarassistent på Institutionen för molekylärbiologi och huvudförfattare till artikeln. Foto: Peter Lind

Pressmeddelande -

Går det att förutsäga evolutionen?

Genom att använda kunskap om hur olika gener samverkar för att ge upphov till en viss egenskap har Umeåforskare kunnat konstruera matematiska modeller som förklarar vilka vägar evolutionen kommer att ta. Resultaten publiceras i dag i den vetenskapliga tidskriften eLife.

Evolutionsbiologin har länge haft ett fokus på historiska händelser eftersom det ansetts vara omöjligt att förutsäga framtida händelser på grund av komplexiteten hos levande organismer och inverkan av slumpmässiga mutationer eller händelser i miljön.

— Vi visar att det går att förutsäga evolution, i alla fall till viss del. Men det är väldigt mycket vi ännu inte förstår, säger Peter Lind, mikrobiolog och forskarassistent vid Umeå universitet och huvudförfattare till artikeln.

Tillsammans med universitetslektor Eric Libby har han konstruerat matematiska modeller av hur olika gener samverkar för att förutsäga vissa aspekter av evolutionen och sedan jämfört förutsägelserna med vad som verkligen hände när de studerade evolutionen av bakterier i realtid i laboratoriet.

Resultaten visar dock att variationer i mutationshastighet mellan olika gener och skillnader mellan hur bra olika mutanter är på att konkurrera med varandra också spelar stor roll för att förklara utfallet.

— Dessa aspekter är än så länge svåra att förutsäga och vi arbetar nu vidare för att se hur vi kan komma närmare en lösning på dessa problem, säger Eric Libby, matematiker och universitetslektor vid Umeå universitet och medförfattare till artikeln.

Genom att låta bakterier anpassa sig till en ny miljö i laboratoriet kan forskarna studera evolution i realtid och fördelaktiga mutationer identifieras med hjälp av nya tekniker för att läsa av DNA-koden. Forskarteamet använde sig av bakterien Pseudomonas fluorescens i dessa studier.

Till exempel kan forskarna förutsäga vilka gener som kommer mutera för att överproducera en signalmolekyl för bildande av en biofilm. Biofilm är ett aggregat av mikroorganismer och mutanter som överproducerar extracellulära substanser, som utgör en viktig del av biofilmen, har ökad motståndskraft mot antibiotika och är vanliga hos vissa sjukdomsframkallande bakterier.

— Förhoppningen är att vi någon gång i framtiden kommer kunna förutsäga de evolutionära processer som ligger till grund för till exempel utveckling av antibiotikaresistens, nya infektionssjukdomar och cancer, säger Peter Lind.

Originalartikel:

Peter A. Lind, Eric Libby, Jenny Herzog and Paul B. Rainey. Predicting mutational routes to new adaptive phenotypes. eLife 38822. https://doi.org/10.7554/eLife.38822

För mer information, kontakta gärna:

Peter Lind, Forskarassistent på Institutionen för molekylärbiologi, Umeå universitet
Telefon: 070-260 52 25
E-post: peter.lind@umu.se

Ämnen

Regioner


Umeå universitet
Umeå universitet är ett av Sveriges största lärosäten med drygt 32 000 studenter och 4300 anställda. Här finns internationellt väletablerad forskning och en stor mångfald av utbildningar. Vårt campus utgör en inspirerande miljö som inbjuder till gränsöverskridande möten – mellan studenter, forskare, lärare och externa parter. Genom samverkan med andra samhällsaktörer bidrar vi till utveckling och stärker kvaliteten i forskning och utbildning.

Presskontakt

Ingrid Söderbergh

Ingrid Söderbergh

Kommunikatör Teknisk-naturvetenskaplig fakultet 070-60 40 334

Umeå universitet

Med omkring 37 000 studenter och 4 700 anställda är Umeå universitet ett av Sveriges största lärosäten. Här finns en mångfald av utbildningar och världsledande forskning inom flera vetenskapsområden. Umeå universitet är också platsen för den banbrytande upptäckten av gensaxen CRISPR-Cas9 – en revolution inom gentekniken som år 2020 tilldelades Nobelpriset i kemi.

Umeå universitet har funnits i drygt 50 år och präglas av såväl tradition och stabilitet som förändring och nytänkande. Här bedrivs utbildning och forskning på hög internationell nivå som bidrar till ny kunskap av global betydelse, där hållbarhetsmålen i Agenda 2030 utgör drivkraft och inspiration. Här finns kreativa och nytänkande miljöer som tar sig an samhällets utmaningar, och genom djupa och långsiktiga samarbeten med organisationer, näringsliv och andra lärosäten fortsätter Umeå universitet att utveckla norra Sverige som kunskapsregion.

Universitetets internationella atmosfär och våra sammanhållna campus gör det lätt att mötas, samarbeta och utbyta kunskap, något som främjar en dynamisk och öppen kultur där studenter och anställda gläds åt varandras framgångar.

Umeå campus och Konstnärligt campus ligger nära Umeås centrum och intill ett av Sveriges största och mest välrenommerade universitetssjukhus. Campus finns även i Skellefteå och Örnsköldsvik.

Vid Umeå universitet finns den högt rankade Designhögskolan, den miljöcertifierade Handelshögskolan och landets enda arkitekthögskola med konstnärlig inriktning. Här finns också Bildmuseet och Umeås science center, Curiosum. Umeå universitet är dessutom ett av Sveriges fem riksidrottsuniversitet och har ett internationellt ledande arktiskt centrum.