Oväntat små effekter av mutationer i bakterier ger nya perspektiv

De flesta mutationer i Salmonellabakteriens gener har oväntat små negativa effekter. Och det oavsett om de leder till förändringar i bakteriens proteiner eller inte. Det visar Uppsalaforskare i en artikel som idag publiceras i den ansedda tidskriften Science idag.

Forskarna har undersökt effekten av mutationer på Salmonellabakteriens tillväxthastighet och visar att de flesta mutationer har oväntat små negativa effekter. Dessutom är de negativa effekterna av samma storlek för förändringar som leder till utbyten av aminosyror i proteiner (s k icke-synonyma mutationer) som för mutationer som inte förändrar proteiner (s k synonyma mutationer).

– Resultatet öppnat ett helt nytt kapitel för experimentella studier av mutationer och visar att vi behöver ändra vår syn på hur mutationer leder till negativa effekter, säger professor Dan Andersson, huvudansvarig för studien.

En central fråga inom evolutionär biologi, medicinsk genetik, artbevarande biologi och djuravel är hur och varför mutationer påverkar en organisms överlevnadsförmåga. Vanligen har dessa frågor studerats genom DNA-sekvensanalyser från vilka man dragit slutsatser om vilka mutationer som är vanligast och har fixerats i organismens DNA.

Uppsalaforskarna har använt en annan, experimentell, metod där man genom olika genetiska tricks kan introducera slumpmässiga enskilda mutationer i vilken gen som helst, något som tidigare främst har använts i virus. Två gener, som kodar för proteiner som ingår i ribosomen, muterades och med hjälp av mycket känsliga tillväxtmätningar visade doktoranden Peter Lind att de flesta mutationerna sänkte bakteriernas tillväxthastighet med endast 0.5-1 procent. Inga mutationer förstörde helt proteinernas funktion och väldigt få saknade effekter helt.

Ännu mer förvånande var att mutationer som inte förändrar proteinsekvensen hade liknande negativa effekter som de mutationer som ledde till utbyten av aminosyror. En möjlig förklaring är att de flesta mutationer kan ha sin negativa effekt genom att påverka mRNA, och inte proteiner som man vanligen antar.

Läs artikeln på Science webbplats [Ref 1].

För mer information, kontakta Dan Andersson, inst. för medicinsk biokemi och mikrobiologi, tel. 018-471 41 75, e-post: Dan.Andersson@imbim.uu.se
Uppsala universitet – kvalitet, kunskap och kreativitet sedan 1477. Forskning i världsklass och högklassig utbildning till global nytta för samhälle, näringsliv och kultur. Uppsala universitet är ett av norra Europas högst rankade lärosäten. www.uu.se