Världens mest stabila arvsmassa isolerad 50 miljoner år i en bladlus
En bakterie som förökar sig inuti bladlöss har inte förändrat sin arvsmassa under de senaste 50 till 70 miljoner åren! Därmed har dessa bladlusbakterier den mest stabila arvsmassan av alla nu studerade organismer. Resultaten presenteras av en grupp forskare vid Uppsala universitet i det senaste numret av vetenskapstidskriften Science.
Under ledning av professor Siv Andersson har forskarna Ivica Tamas, Lisa Klasson, Björn Canbäck, Kristina Näslund, Ann-Sofie Eriksson och Jonas Sandström vid avdelningen för molekylär evolution, Evolutionsbiologiskt centrum i samarbete med prof. Nancy Moran i Tuscon, Arizona bestämt den kompletta arvsmassan för en bakterie som förökar sig inuti bladlöss, Buchnera (Sg) och jämfört med en nära släkting, Buchnera (Ap).
Bladlussymbionterna, så benämnda eftersom de lever i symbios med bladlössen, är nära besläktade med vanliga bakterier som Salmonella, men anpassningen till bladlusen har medfört att arvsmassan minskat drastiskt i storlek och nu bara består av 640 000 baser, dvs. 14% av Salmonellabakteriernas arvsmassa.
Bladlussymbionterna tillverkar viktiga aminosyror som inte finns i den växtsaft som bladlössen dricker. Bakterierna lever i en speciell sorts celler i bladlusens kropp och överförs från en generation till nästa genom att packas in i bladlusens ägg. Bakterierna tros ha levt i symbios med bladlössen under minst 150 miljoner år. De har nu blivit så viktiga att bladlössen inte längre kan leva utan sina bakterier. Behandlar man en bladlus med antibiotika blir den steril – eller dör på kuppen!
Med hjälp av tillgänglig fossil data från bladlössen har man uppskattat att bladlössen som härbärgerar dessa två bakterier separerade från varandra för ungefär 50 till 70 miljoner år sedan. Eftersom bladlussymbionterna levt instängda i bladlössens kroppar, kan denna tidsbestämning också användas för bestämma när bakteriesymbionterna separerade från varandra. Genom att mäta skillnaderna i de två arvsmassorna har Uppsalaforskarna för första gången kunnat beräkna exakt hur många förändringar som skett i en bakteries arvsmassa i naturen under en tidsperiod omfattande 50 till 70 miljoner år. Förvånansvärt nog har det nu visat sig att dessa små, isolerade bladlusbakterier nästan helt har undgått tidens tand. Mest förvånande är att ordningen av gener inte har förändrat sig under de sista 50 miljoner åren.
Denna stabilitet står i stark kontrast till Salmonellabakteriernas arvsmassa som förändras mycket snabbt. Man har beräknat att Salmonellabakteriernas genetiska material förändras med en hastighet som är mer än 2 000 gånger så snabb som bladlussymbionternas. Hemligheten i bladlusbakteriernas extrema stabilitet är förmodligen att de under den tidiga nedbrytningsprocessen eliminerat de gener som behövs för att klippa och klistra i det genetiska materialet.
Det är dock ytterst osannolikt att bladlusens stabila minibakterier någonsin skulle kunna återgå till ett normalt liv utanför bladlusen. De kontrolleras nu helt av bladlusen och frågan är om de överhuvudtaget skall betraktas som bakterier eller kanske snarare som ett bladlusorgan – men i så fall är detta det första organ som har ett eget genetiskt material!
“50 Million Years of Genomic Stasis in Endosymbiotic Bacteria” av Ivica Tamas, Lisa Klasson, Björn Canbäck, A. Kristina Näslund, Ann-Sofie Eriksson, Jennifer Wernegreen, Jonas P. Sandström, Nancy A. Moran, Siv G.E. Andersson, Science 296, no. 5577.
Kontaktinformation
För vidare information, kontakta professor Siv Andersson, telefon 018-471 43 79 alt. 070-511 55 36 eller via e-post Siv.Andersson@ebc.uu.se
