240 däggdjur hjälper oss att förstå människans arvsmassa

När forskare och läkare vill veta vilka mutationer som ger upphov till sjukdomar, till exempel cancer, hjärtkärlsjukdomar eller schizofreni, jämför de arvsmassan hos ett större antal patienter tillsammans med friska kontrollpersoner.

Vanligtvis hittar de ett tiotal eller ett hundratal regioner som ökar benägenheten att få sjukdomen. De regioner i arvsmassan som kan kopplas ihop med sjukdomen ligger oftast utanför generna i reglerelementet och innehåller ofta många mutationer. Det är därför svårt att veta vilken som är den viktiga mutationen och vad den gör.

Under evolutionen ändras de flesta positionerna i arvsmassan slumpmässigt. Om en position inte har förändrats på 100 miljoner år (då det första däggdjuret utvecklades) är sannolikheten stor att den har en viktig funktion i arvsmassan. Med hjälp av att titta närmare på de positioner som är evolutionärt bevarade, är det mycket lättare att hitta de reglerelement som styr när, i vilka celler och hur mycket protein som skall bildas från en gen.

Ett stort internationellt konsortium lett från Uppsala universitet och Broad Institute of MIT and Harvard, har nu sekvenserat arvsmassan hos 130 däggdjur och analyserat dessa tillsammans med 110 redan sekvenserade djur för att förstå exakt vilka platser i dna:t som har en viktig funktion. Den nya informationen kan bli en guldgruva för både forskning kring sjukdomsmutationer hos människa och forskning om hur man bäst bevarar utrotningshotade djurarter.

– Jämförelsen av arvsmassorna hos dessa 240 däggdjur kommer att hjälpa genetiker att identifiera de mutationer som ger upphov till människans komplexa sjukdomar, säger professor Kerstin Lindblad-Toh vid Uppsala universitet, SciLifeLab och Broad Institute.

Valde ut hotade arter

När det internationella forskarkonsortiet valde arter försökte de maximera den evolutionära grenlängden, att inkludera minst en art från varje familj högre däggdjur, samt prioritera arter av medicinskt, biologiskt eller biologiskt mångfaldsbevarande intresse. De inkluderade 9 arter som är den enda kvarvarande medlemmen i sin familj, och 7 hotade arter: mantelvrålapa (Alouatta palliata mexicana), hirolaantilop (Beatragus hunteri), saigaantilop (Saiga tatarica tatarica), buskråttan (Ctenomys sociabilis), indri (Indri indri), nordlig vit noshörning (Ceratotherium simum cottoni) och svart noshörning (Diceros bicornis)

Däggdjurens arvsmassor kan också användas till att studera hur specifika arter har anpassat sig till olika miljöer. Till exempel har en del uttrar tjock päls och vissa, men inte alla, möss går i vinterdvala. Sådana egenskaper hos djur kan hjälpa oss att förstå människors sjukdomar, som exempelvis olika ämnesomsättningssjukdomar.

Med den pågående klimatförändringen och i takt med att allt fler miljöer förändras på grund av mänsklig påverkan, blir det viktigare att värna om utrotningshotade djur och bibehålla en rik biodiversitet. Oftast brukar forskare studera många individer i en population för att se hur mycket variation som finns inom arten. I den här studien visade det sig att IUCNs (International Union for Conservation of Nature) rödlistade djur hade mindre variation i sin arvsmassa, vilket stämmer med att de är utrotningshotade.

– Vi hoppas nu att vårt stora dataset, som är tillgängligt för alla forskare i världen, skall kunna vara till nytta för både sjukdomsgenetik och upprätthållande av biodiversitet, säger Kerstin Lindblad-Toh.

Högre däggdjur

Högre däggdjur är en kategori i klassen däggdjur i det biologiska hierarkiska systemet, som används för att klassificera organismer. Systemet bygger på att man sammanför besläktade arter till ett släkte, besläktade släkten till en familj. Tillsammans med pungdjuren bildar de högre däggdjuren underklassen Theria. Alla däggdjur i Europa, inklusive människan, tillhör de högre däggdjuren. Beteckningen “högre” ska inte tolkas som en värdering – det betyder här endast att de är en nyare gren i evolutionens lopp. Cirka 94 procent av alla nu levande däggdjursarter tillhör de högre däggdjuren.

Vetenskaplig artikel:

A comparative genomics multitool for scientific discovery and conservation(Zoonomia Consortium)Nature

Kontakt;

Kerstin Lindblad-Toh, professor i komparativ genomik vid Uppsala universitet, : kersli@broadinstitute.org