Ny upptäckt om hur arvsmassans byggstenar tillverkas
I ett arbete som nu publiceras i den amerikanska tidskriften PNAS har ett forskarteam under ledning av Britt-Marie Sjöberg och Margareta Sahlin vid Institutionen för molekylärbiologi och funktionsgenomik, Stockholms universitet, tillsammans med kanadensiska och spanska forskare, visat hur nya enzymfunktioner kan ha uppstått under evolutionen genom att studera hur ett bakterievirus tillverkar byggstenar för sin egen arvsmassa.
Arvsmassans byggstenar är bland de äldsta molekylerna på jorden och man anser att enzymet som tillverkar byggstenarna fanns redan i de första organismerna på jorden som utvecklades för mer än 3,5 miljarder år sedan. Enzymet som kallas RNR (förkortning för ribonukleotidreduktas) är ett livsviktigt enzym för alla nu levande organismer och slås bland annat ut av ett par av våra läkemedel mot cancer och parasitsjukdomar.
– Vi har helt oväntat hittat ett bakterievirus som har fått genen för RNR avbruten av främmande DNA. Normalt skulle detta leda till total utslagning av bakterievirusets RNR, men eftersom det ger ett ofantligt överlevnadsvärde för bakterieviruset att kunna tillverka egna byggstenar för sin arvsmassa, så har evolutionen i detta fall lett till att enzymet kan återbildas från sina sönderklippta delar. Det är jättespännande och nästan som att få tjuvkika på hur evolutionen av nya enzymfunktioner har gått till, säger Britt-Marie Sjöberg, professor i molekylärbiologi vid Stockholms universitet.
Bakterievirus har vanligtvis en mycket kompakt arvsmassa, där den ena genen avlöser den andra nästan utan något mellanliggande DNA. I en del bakterievirus kan man också hitta så kallat själviskt DNA som invaderar arvsmassan och tolereras om det hoppar in mellan två gener. Det själviska DNAt kan på så sätt åka snålskjuts i bakterievirusets arvsmassa, och sprida sig genom att hoppa till andra bakterier och bakterievirus. Men om det råkar hoppa in mitt i en livsviktig gen leder det vanligtvis till att bakterien eller bakterieviruset dör.
– Trots att det själviska DNAt hoppat in mitt i RNR-enzymet, så har evolutionen ändå lyckats återskapa ett funktionellt enzym från de två delarna. Det visar vilken imponerande plasticitet det finns i arvsmassan och de genprodukter som den kodar för, och vi kan få en uppfattning om hur evolutionen kunnat leda från en encellig organism till den enorma mångfald vi har på jorden idag, säger Britt-Marie Sjöberg.
– Naturen och evolutionen är ofantligt mycket mer fascinerande än man någonsin kan tänka sig! Genom dessa upptäckter blir vi mer sporrade än någonsin att försöka förstå hur enzymet RNR har utvecklats under evolutionen, och hur vi kan hitta nya läkemedel att effektivt stoppa dess funktion inom cancerterapin och vid olika typer av infektioner.
För ytterligare information:
Britt-Marie Sjöberg, professor i molekylärbiologi, Institutionen för molekylärbiologi och funktionsgenomik, Stockholms universitet, tfn 08-164150, mobil 0705-648678, e-post britt-marie.sjoberg@molbio.su.se
För bild på Britt-Marie Sjöberg, kontakta Maria Sandqvist, Enheten för kommunikation och samverkan, Stockholms universitet, tfn 08-16 13 77, e-post maria.sandqvist@eks.su.se.
