Gener bakom syskonmord i svampvärlden kartlagda

Själviska gener är gener som sprids vidare till nästa generation men som inte har någon fördel för individen i stort och kan ibland vara skadliga. Forskare vid Uppsala universitet har för första gången sekvenserat, eller kartlagt, två stycken själviska gener i mögelsvampen Neurospora intermedia som får svampsporer att döda sina syskon. Oväntat nog var generna inte släkt med varandra, vilket kan tyda på att själviska gener är vanligare än vad man tidigare trott.

En av grundpelarna inom evolutionen är att den bäst lämpade individen överlever och kan sprida sina gener vidare. Det finns dock en typ av gener som kan spridas vidare utan att de är till gagn för individen. Dessa kallas ”själviska gener”. Biologer anser att själviska gener kan vara viktiga drivkrafter inom evolutionen och därför är det viktigt att förstå hur själviska gener fungerar och deras roll i utvecklingen av nya arter och kan ge nya insikter i hur evolution fungerar.

Ett exempel på själviska gener kallas ”spordödare” och har hittats i vissa mögelsvampar. Om en svampspor bär på denna gen kommer sporen döda alla sina syskonsporer som inte bär på genen. På det här sättet kommer spordödargenen att spridas vidare, även om den är dåligt för svampen som helhet. Liknande syskonmördargener har hittats i andra organismer, som till exempel bananflugor och möss, men då handlar det om spermier som mördar syskonspermier. Själviska gener kan också användas inom till exempel skadedjurbekämpning där själviska gener introduceras i malariamyggor som gör att bara ett kön föds och därigenom begränsar spridningen. Dock är kunskapen om hur själviska gener fungerar genetiskt och hur de sprids i naturen fortfarande begränsad.

En forskargrupp vid avdelningen för systematisk biologi vid Uppsala universitet har för första gången lyckats sekvensera, eller kartlägga, kompletta genom som innehåller komplexa själviska gener. Forskarna sekvenserade genom från två olika typer av spordödare som hittats i mögelsvampen Neurospora intermedia, en sporsäckssvamp, och resultaten publiceras nu i Nature Communications.

– Sekvensering av den här typen av själviska gener är svårt, eftersom de ofta sitter på delar av kromosomen som har ansamlat en stor mängd mutationer och där stora bitar av kromosomen har flyttats om, säger Hanna Johannesson, som lett studien.

Sekvenseringen av genomet visade att spordödargenerna finns i kromosomregioner där stora delar av kromosomen bytt riktning, så kallade ”inversioner”. Kromosomregionerna har också samlat på sig en stor mängd nya mutationer och områden med DNA-upprepningar har växt. Mutationerna kan innebära att individer med spordödargener är sämre anpassade och de kan vara en förklaring till att dessa spordödargener är ovanliga i Neurospora intermedia.

– Ett resultat som förvånade oss vara att de två spordödarna inte var släkt med varandra och att de använder sig av olika gener för att döda sina syskonsporer. Det kan tyda på att själviska gener i allmänhet och spordödargener i synnerhet är vanligare är vad man tidigare trott, säger Jesper Svedberg, huvudförfattare för studien.

För mer information kontakta:
Hanna Johannesson, professor vid institutionen för organismbiologi, tel: 018-471 6479, e-post: Hanna.Johannesson@ebc.uu.se
Jesper Svedberg, forskare vid institutionen för organismbiologi, tel: 0706-99 09 45 e-post: Jesper.Svedberg@ebc.uu.se

Jesper Svedberg, Sara Hosseini, Jun Chen, Aaron A. Vogan, Iva Mozgova, Lars Hennig, Pennapa Manitchotpisit, Anna Abusharekh, Thomas M. Hammond, Martin Lascoux & Hanna Johannesson (2018) Convergent evolution of complex genomic rearrangements in two fungal meiotic drive elements, Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-018-06562-x