Grisens arvsmassa kartlagd

I en stor internationell studie har grisens arvsmassa kartlagts. Forskare från Uppsala universitet och SLU har bidragit till studien genom att analysera de gener som haft störst betydelse inom tamgrisens utveckling samt genom att kartlägga grisens uppsättning av endogena retrovirus (ERV), retrovirus vars arvsmassa blivit en del av värdorganismens arvsmassa. Resultaten publiceras nu i de vetenskapliga tidskrifterna Nature och PNAS.

Tillsammans med en internationell samling genetiker och retrovirologer har forskare vid Uppsala universitet bidragit till kartläggningen av grisens arvsmassa.

– Grisen är ett av våra viktigaste husdjur och det var verkligen på tiden att grisens arvsmassa blev kartlagd, säger professor Leif Andersson som deltagit i projektet.

Det stora projektet att kartlägga grisens arvsmassa visar att vildsvinet har sitt ursprung i Sydostasien för omkring 4 miljoner år sedan. Resultaten visar också att domesticeringen som startade för snart 10,000 år sedan har skett vid flera oberoende platser tvärs över den Europeiska och Asiatiska landmassan. Det har också varit vanligt med inblandning av vildsvin hos domesticerade grisar, särskilt i Europa under den tidiga hushållningen med mer fritt gående djur.

Uppsalaforskarna Patric Jern, Alexander Hayward, Göran Sperber och Jonas Blomberg har med hjälp av dataprogrammet RetroTector och detaljerad sekvensjämförelse i så kallade fylogenetiska studier lyckats kartlägga retrovirusdelen av grisens arvsmassa. Gemensamt för olika retrovirus, till exempel HIV hos människa, är att de behöver bli en del av värdcellens arvsmassa för att bilda nya virus. När en könscell infekteras finns chansen att viruset nedärvs till värdorganismens avkomma och under miljontals år har retrovirus avlägset besläktade med HIV koloniserat ryggradsdjur och lämnat spår i arvsmassorna som endogena retrovirus (ERV).

Forskarna kunde se att grisen har färre ERV än människa, men i motsats till mänskliga ERV har några av grisens ERV förmåga att föröka sig och smitta, vilket kan tänkas innebära en risk vid transplantation av grisorgan till människa. Artikeln utgör en bas för bedömningen av den risken, men ger också en ökad förståelse av hur retrovirus spritt sig bland ryggradsdjuren under deras evolution.

Carl-Johan Rubin, Leif Andersson och deras medarbetare har varit ansvariga för att söka efter de gener som haft störst betydelse under tamgrisens utveckling. En av de mest slående skillnaderna mellan vildsvin och tamgris är att den senare har en betydligt längre rygg, till och med fler ryggkotor. Forskarna har nu identifierat tre genregioner som har en avgörande betydelse för att förklara denna skillnad. Två av dessa motsvarar gener som förklarar variation i kroppslängd hos människa, ännu ett exempel på att gener oftast har en mycket likartad funktion hos olika arter.

Husdjur utgör enastående modeller för evolution och den nya studien visar hur anlaget för vit färg har utvecklats. Genvarianten för vit färg hos gris skiljer sig från den genvariant som finns hos vildsvinen med minst fem olika mutationer och fyra av dessa är duplikationer av DNA sekvenser. Detta är det mest slående exemplet som visar på två viktiga upptäckter Uppsala-forskarna gjort de senaste åren:
– att strukturella förändringar i arvsmassan (t ex duplikationer) har bidragit väsentligt till husdjurens evolution
– att husdjurens evolution har pågått så länge att vi nu kan se evolution av genvarianter, det vill säga gener i vilka flera på varandra följande mutationer gradvist har förändrat genens funktion.

Resultat från studien publiceras nu i Nature och PNAS:

Groenen et al. (2012) Pig genomes provide insight into porcine demography and evolution, Nature, DOI: 10.1038/nature11622

Rubin et al. (2012) Strong signatures of selection in the domestic pig genome. Proceedings of the National Academy of Sciences (USA), DOI: 10.1073/pnas.1217149109

INFORMATION OCH KONTAKT
Jonas Blomberg, institutionen för medicinska vetenskaper, tel: 018-611 5593, e-post: Jonas.Blomberg@medsci.uu.se                 
Alexander Hayward, institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, tel: 072-9236668, e-post: Alexander.Hayward@imbim.uu.se             
Patric Jern, institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi tel: 018-471 4593, 070-4309462, e-post: Patric.Jern@imbim.uu.se
Göran Sperber, instutitionen för neurovetenskap, e-post: Goran.Sperber@neuro.uu.se

Leif Andersson, SciLifeLab, institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet, och institutionen för husdjursgenetik, Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), tel: 018-471 4904, 070-514 4904, e-post: Leif.Andersson@imbim.uu.se
Carl-Johan Rubin, institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, tel: 018-471 4502, e-post: Carl-Johan.Rubin@imbim.uu.se