Denne artikkelen er produsert og finansiert av NMBU - Norges miljø- og biovitenskapelige universitet - les mer.
For 80–100 millioner år siden ble arvematerialet hos en laksefisk fordoblet. Det har satt varige spor
Hendelsen har hatt betydning for reguleringen av gener hos atlanterhavslaks og regnbueørret.
Ved en såkalt helgenomduplisering blir hele arvestoffet fordoblet i én og samme hendelse. Det tilsvarer å kopiere hele boken, ikke bare en enkelt bokstav.(Foto: Vincent Foster / Unsplash)
NMBU - Norges miljø- og biovitenskapelige universitetNMBU -Norges miljø- og biovitenskapelige universitet
Publisert
Evolusjon bygger på arvelige endringer i DNA. En endring kan være liten og berøre bare én bokstav i DNA-koden. Det er omtrent som å endre én bokstav på én side i en lang bok.
Andre endringer er langt mer omfattende.
Gir mer genetisk materiale å arbeide med
Ved en såkalt helgenomduplisering blir hele arvestoffet fordoblet i én og samme hendelse. Det tilsvarer å kopiere hele boken, ikke bare en enkelt bokstav.
Over tid går mange av de ekstra genkopiene tapt. Andre blir bevart. Disse kan fortsette å utføre den samme oppgaven eller dele den opprinnelige funksjonen mellom seg. De kan også utvikle ulike funksjoner og mønstre for aktivitet.
– Dataene er fritt tilgjengelige og kan bidra til bedre bruk av genomisk informasjon i avl, akvakultur og bevaring av ville bestander, sier professor Sigbjørn Lien.(Foto: NMBU)
En helgenomduplisering gir derfor evolusjonen mer genetisk materiale å arbeide med.
Slike dupliseringer har skjedd flere ganger i evolusjonshistorien. Det har blant annet skjedd hos tidlige forfedre til virveldyrene for mer enn 500 millioner år siden.
Slike gamle hendelser er vanskelige å studere. Grunnen er at sporene gradvis er blitt endret eller visket ut.
Laks og ørret gir et nærbilde av evolusjonen
Atlanterhavslaks og regnbueørret gir en sjelden mulighet til å undersøke hva som skjer etter en helgenomduplisering.
Forløperen til laksefiskene gjennomgikk en duplisering for 80–100 millioner år siden. Det ga fire kopier av hvert kromosom i stedet for to.
Senere begynte genomet å gjennomgå endringer. De fire kromosomkopiene ble skilt tilbake i to separate sett.
Denne prosessen er fortsatt ikke fullført i alle deler av genomet. Omtrent halvparten av genene fra dupliseringen finnes fremdeles som funksjonelle genpar.
Genomene til dagens laksefisk inneholder derfor langt tydeligere spor etter helgenomdupliseringen enn genomene til de fleste andre virveldyr.
Funnen gav detaljerte kart over genaktivitet
I den nye studien har forskerne generert og analysert enorme mengder genomiske data fra laks og regnbueørret. Genomiske data er den totale mengden biologisk informasjon som ligger lagret i DNA-et.
Illustrasjon av lakseembryoer i sent stadium.(Foto: Eilidh Rix, Roslin Institute, University of Edinburgh)
– Studien vår resulterte i nærmere 800 sekvenseringsdatasett av høy kvalitet. Disse avdekket hvilke gener som var slått på eller av og hvilke deler av DNA-et som var tilgjengelige for regulering. De avdekket også hvilke endringer som var knyttet til aktive og inaktive områder i genomet.
Det forklarer professor Sigbjørn Lien ved NMBU.
Annonse
Kort sagt utarbeidet forskerne svært detaljerte kart over genaktivitet som styrer sentrale biologiske prosesser hos fisken. Det var for eksempel utviklingen av embryoer og mekanismene som styrer disse.
Funn kan hjelpe oss å forstå eldre hendelser
Studien gir ny innsikt i hvordan helgenomduplisering påvirker evolusjonen over tid.
Resultatene kan også bidra til å forstå eldre hendelser der de genetiske sporene er mindre tydelige. Grunnen er at tilsvarende dupliseringer har skjedd hos forfedrene til alle virveldyr.
– Dataene fra studien og AQUA-FAANG er fritt tilgjengelige og utgjør en verdifull ressurs for videre forskning og kan bidra til bedre bruk av genomisk informasjon i avl, akvakultur og bevaring av ville bestander, sier Lien.
Om studien
Forskningen ble oppnådd gjennom AQUA-FAANG-prosjektet, et europeisk forskningsinitiativ koordinert av NMBU.
Prosjektet mottok seks millioner euro fra EU og samlet forskningsmiljøer og industripartnere fra en rekke europeiske land.
