Backtraven – världens första växt som kartlagts in i minsta gen

Den vetenskapliga världens strålkastarljus riktades i förra veckan på det lilla vitblommande ogräset backtrav, Arabidopsis thaliana, vars arvsmassa som första växt i världen blivit kartlagd.

Tillsammans med ett antal bakterier, jäst, plattmasken Caenorhabditis elegans
och bananflugan ingår nu backtraven i de sekvenserades liga. Till skillnad från
den hetsiga kapplöpningen för att komma först med kartläggningen av människans
arvsmassa har forskningen kring den oansenliga backtraven präglats av öppenhet
och samarbete.
Bakom den vetenskapliga milstolpen står The Arabidopsis Genome Initiative, AGI,
som bildades 1996 och är en sammanslutning av forskargrupper från Japan, Europa
och USA. När resultaten, som är tillgängliga och gratis för alla, publicerades i
tidskriften Nature var det fyra år tidigare än väntat och väl inom
budgetramarna.
Trots att backtraven är så långt ifrån en kommersiellt intressant gröda man kan
komma, är det uppenbart att resultaten från sekvenseringen kommer att få stort
inflytande på växtförädlingen. Eftersom blommande växter uppstod för cirka 200
miljoner år sedan och därmed är unga i ett evolutionärt perspektiv, kan vitt
skilda arter ha många gemensamma gener. Om
man känner till en viss gen i backtrav är det sedan relativt lätt att hitta dess
motsvarighet i en annan växtart.
– Kunskapen från kartläggningen av backtrav kan användas även vid traditionell
växtförädling, om opinionen skulle fortsätta att vara negativ till genetiskt
förändrade grödor, säger Per Kjellbom vid Växtbiokemiska avdelningen vid Lunds
universitet.
Att backtraven är den första växten som kartlagts är intressant även av andra
anledningar. Jämförelser mellan arvsmassan hos backtrav och de tidigare
kartlagda organismerna kan kasta ljus över de genetiska skillnaderna mellan
växter och djur. Forskarna har redan konstaterat att grundläggande mekanismer
som till exempel translation (ett steg i proteinproduktionen) och viss transport
inom cellerna visar stor likhet mellan växter och djur, vilket är en effekt av
ett gemensamt ursprung.
Andra mekanismer, som till exempel överföringen av signaler från cellernas
membran till cellkärnan visar stora olikheter mellan växter och djur. En
förklaring till
denna skillnad kan vara att växter är orörliga och därför måste kunna reagera på
miljösignaler på ett annat sätt än djur.
Backtraven har sedan mitten av 1900-talet omhuldats av genetiker som den
perfekta modellorganismen. Den går från frö till blomma på sex veckor,
producerar rikligt med frön och är en nätt organism som inte kräver stora
växthusytor. Bara på storleken av ett A4-papper kan tusen plantor rymmas.
Backtraven har dessuton betydligt mindre arvsmassa än sina släktingar raps och
åkersenap.
En viktig anledning till att man valde att sekvensera just backtrav var också
att man trodde att dess gener bara förekom i enstaka exemplar, vilket skulle
underlätta arbetet. Vad som därför väckte störst förvåning hos forskarna var att
väldigt många gener faktiskt förekom i flera kopior. Så trots att backtraven
totalt har cirka 25 500 gener kodar dessa bara för cirka 11 000 olika
proteinfamiljer. Bananflugan och plattmasken har ungefär lika många
proteinfamiljer, vilket tyder på att detta är något slags
miniminivå som krävs för en flercellig organism ska kunna utvecklas och reagera
på olika miljösignaler.
Det elfte Arabidopsis-symposiet som hölls i år attraherade över tusen forskare
från 28 länder, vilket visar vilken vetenskaplig kunskapsindustri den till synes
triviala backtraven har gett upphov till. Att backtravens arvsmassa är kartlagd
markerar dock bara ”the end of the beginning”. Nu ska forskare inom det
offentliga projektet Arabidopsis 2010 ta reda på alla genernas funktioner. Målet
är att information om de proteiner som generna kodar för ska vara sammanställd
i en databas år 2010.
Men redan år 2004 beräknas kartläggningen av nästa växt, riset, vara klar.
Vilken växt som sedan blir föremål för sekvenserarnas intresse är oklart. Redan
idag går åsikterna isär om det överhuvudtaget är värt att kartlägga fler grödor.
Vissa menar att det vore ett resursslöseri, eftersom många av våra vanliga
grödor är genetiskt ganska lika riset. Men högt upp på många växtforskares
önskelista står kartläggningen
av en ärtväxt.
Om ärtväxternas förmåga att fixera luftburet kväve kunde överföras till våra
vanliga grödor skulle det kunna revolutionera jordbruket genom att minska
behovet av konstgödsel på åkrarna.

Bildtext:
– foto © Nature Backtrav. Detta lilla triviala ogräs samlade nyligen över tusen forskare från 28 länder som nu ska fortsätta att studera alla genernas funktioner.

© Svenska Dagbladet eller artikelförfattaren.