Ansökan: Parningstyp-kromosomen i askomycetsvampen Neurospora tetrasperma utgör en enkel modell för studier av evolutionen av könskromosomer

Tidsperiod:

1 januari 2010 – 31 december 2012

Projektledare:

Hanna Johannesson

Projektdeltagare:

Carrie-Ann Whittle, Nicklas Samils

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Projektbidrag

Budget:

1 620 000 SEK

I växt- och djurriket finns individer av olika kön, dvs bärare av antingen många små könsceller (hannar) eller ett fåtal stora (honor). I det tredje eukaryota riket, svampriket, finns inga morfologiskt skiljbara kön, utan istället ett enklare och mer ursprungligt system att särskilja olika parningstyper. Dessa bestäms av alternativa alleler vid ett eller ett fåtal specifika parningstyps-gener.

Det finns många olika sätt varpå kön bestäms, ett är kromosomal könsbestämning som finns t ex hos oss människor. Forskarna tror att kromosomal könsbestämning i växt och djurriket har uppkommit ur det enklare systemet med parningstyper, många gånger oberoende av varandra. Detta tros ha skett genom att rekombinationen runt parningstyps-gener har inhibierats vilket har lett till att kromosomerna utvecklats oberoende av varandra. Inhibieringen har skett stegvis, från att täcka ett mindre område runt en gen till att slutligen täcka större delen av en kromosom, och processen tros vara driven ur evolutionära krafter associerade med två olika kön. Denna process är mycket långsam, hos oss människor tros X och Y kromosomerna utvecklats de senaste 300 miljoner åren från en gemensam ?proto-könskromosom?.

Vi har visat första gången att trots att svampar inte har några kön, finns många likheter mellan de delar av genomet som bestämmer kön i växter och djur och de delar av genomet som kontrollerar parningstyp i vissa svampar. Vi studerar i huvudsak en sporsäcksvamp (Neurospora tetrasperma) och har visat att den kromosom där parningstypsgenen sitter har stora likheter med våra könskromosomer, både i dess nuvarande struktur och på det sätt den har uppstått. På samma sätt som våra X och Y-kromosomer inte rekombinerar och utbyter genetiskt material evolverar parningstypkromosomerna oberoende av varandra i Neurospora tetrasperma. I dess evolutionära historia har rekombinationen mellan kromosomerna inhibierats punktvis, precis som forskare visat att det gått till när könskromosomer uppstått och evolverat i många växt och djurgrupper.

I denna ansökan beskriver jag ett projekt avsett att använda N. tetrasperma för att studera olika processer i evolutionen av könskromosomer. Att studera könskromosom-evolution i organismer där köns-specifika karaktärer är obefintliga, som i svampriket, öppnar möjligheter att erhålla en mer specifik bild av de olika processerna som leder till degenereringen av en autosom till en könskromosom.