Ansökan: Genomdynamik i bakterier: mekanismer och konsekvenser av förlust och tillskott av gener

Tidsperiod:

1 januari 2010 – 31 december 2012

Projektledare:

Dan I. Andersson

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Projektbidrag

Budget:

2 100 000 SEK

De flesta organismer uppvisar en stor plasticitet i sitt genetiska material (DNA) och gener kan försvinna genom deletioner, tas upp från andra organismer genom horisontell genöverföring eller skapas genom att gener amplifieras och sedan specialiseras till att utföra nya funktioner. Dynamiken och mekanismerna som ligger bakom dessa processer är till stor del okända och detta projekt syftar till att förstå dessa bättre. Vårt angreppssätt är baserat på experimentell evolution där vi försöker härma evolutionära processer i kontrollerad laboratoriemiljö för att bättre kunna beskriva de underliggande mekanismerna. Dessa experiment kan tillsammans med populationsgenetiska analyser ge oss en god bild av dynamiken i dessa viktiga evolutionära förlopp. Några av de viktigaste frågorna vi ställer är: 1. Hur amplifieras gener och hur kan amplifieringsprocessen bidra till evolutionen av nya gener? 2. Hur snabbt kan nya gener utvecklas och hur många mutationer krävs för att skapa en ny funktion? 3. Vilka begränsningar finns för horisontell genöverföring och hur kan bakterier överkomma dessa begränsningar? 4. Hur snabbt och via vilka mekanismer försvinner gener och hur stor del av alla gener kan tas bort med utan att organismen dör?

Vi förväntar oss att våra resultat ska öka förståelsen av grundläggande evolutionära mekanismer och hur nya gener, genom och arter skapas. Dessutom är våra resultat potentiellt av relevans inom infektionsbiologin och bioteknologin. Till exempel så är bakteriers sjukdomsframkallande förmåga och utveckling av antibiotikaresistens ofta associerat med förändringar i geninnehållet. Likaså, för att framställa bakterier med speciella designade egenskaper krävs en grundläggande förståelse av hur deras gener sätts ihop och behålls i en kromosom.