Forskning om muskelutveckling hos grisar gav oväntad kunskap om däggdjurens evolution

Forskare vid Uppsala universitet, SLU och Broad Institute i USA har upptäckt en tidigare helt okänd gen som de döpt till ZBED6. Genen härstammar från en ”hoppande gen” som hoppade in i däggdjurens arvsmassa för mer än 150 miljoner år sedan och därefter utvecklat en mycket viktig funktion. Studien publiceras idag i PLoS Biology.

Dagens tamgris utvecklar mer muskler och ansätter mindre fett än dess vilda anfader vildsvinet. Detta beror på det systematiska avelsarbete som bedrivits de senaste 60 åren för att få fram grisar som producerar det magra griskött som konsumenterna efterfrågar idag.

-    Detta är förklaringen till att 2009 års julskinka kommer att vara väsentligt magrare än vad 1949 års julskinka var, berättar Leif Andersson som har lett studien. Man kan också säga att dagens gris är mer klimatsmart än sin föregångare eftersom det behövs färre grisar för att producera samma mängd kött.

Redan för 20 år sedan initierade Leif Andersson ett forskningsprojekt där de korsade vildsvin och tamsvin med målsättningen att påvisa genetiska förändringar mellan tamsvin och vildsvin på molekylär nivå. För drygt fem år sedan upptäckte de en mutation i en DNA sekvens som reglerar mängden av en specifik tillväxtfaktor, IGF2, i grismuskeln. Grisar som bär denna mutation blir mer muskulösa och mindre feta. Forskarna har nu använt en sofistikerad biokemisk metod för att isolera det specifika protein som binder den DNA sekvens som är förändrad hos tamgrisen.

-    Till vår förvåning är detta protein tidigare helt okänt och vi har döpt proteinet till ZBED6. Det finns hos alla däggdjur, men inte hos andra djurarter, berättar Ellen Markljung som nyligen disputerat på en avhandling där denna upptäckt ingår.

Barbara McClintock fick nobelpriset i medicin 1983 för sin upptäckt att det finns ”hoppande gener” i arvsmassan. I den nu publicerade studien kunde forskarna visa att en medlem i samma familj av den typ av ”hoppande gener” som McClintock studerade hos majs hoppade in i arvsmassan hos ett primitivt däggdjur för mer än 150 miljoner år sedan. Genen har sedan blivit ”tämjd” och hoppar inte längre runt i arvsmassan.

-    Vi kan se att ZBED6 måste ha utvecklat en mycket viktig funktion hos däggdjuren eftersom delar av proteinet är 100 procent identiskt mellan så vitt skilda däggdjur som människan och igelkotten, säger Ellen Markljung.

Forskarna har visat att ZBED6 inte bara reglerar den tillväxtfaktor som har avgörande betydelse för muskelmassan hos tamgrisen utan den verkar även reglera hundratals om inte tusentals andra gener.

-    Våra resultat indikerar att ZBED6 är en av däggdjurscellens dirigenter som reglerar aktiviteten av ett stort antal andra gener. Det ska bli otroligt spännande att fortsätta undersöka funktionen och utreda vilken betydelse den har för uppkomsten av olika sjukdomar hos människan, berättar Leif Andersson.

Denna studie är ett enastående exempel på hur stark grundforskning leder till oväntade upptäckter, menar Leif Andersson. De började med att ställa frågan: Hur har det varit möjligt att förändra grisens muskelutveckling på det sätt som vi gjort de senaste 60 åren. Detta ledde fram till upptäckten av en specifik mutation som ger tamgrisen mer muskler vilket i sin tur ledde fram till upptäckten av en tidigare okänd mekanism för att reglera mängden muskler.

- Och nu har vi upptäckt ett tidigare okänt protein som har sitt ursprung i en hoppande gen som dök upp i däggdjurens arvsmassa för mer än 150 miljoner år sedan. Upptäckten bidrar både med ny kunskap om däggdjurens evolution och kan få stor biomedicinsk betydelse, säger han.

Kontakt: Professor Leif Andersson, institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet, tel: 018-471 49 04, 070-514 4904, e-post: Leif.Andersson@imbim.uu.se