Kanske är det klipp och klistrandet som utgör skillnaden

När man säger att en gen ”uttrycks” eller att den ”är aktiv” betyder det att informationen överförs från DNA:t till ett budbärar-RNA (mRNA = messenger RNA) för att sedan översättas till ett protein.

DNA -> mRNA -> Protein

Francis Crick kallade detta för den centrala dogmen inom molekylärbiologin, och detta enkla 1:1:1 förhållande har utgjort grunden för i princip all molekylärbiologi ända sedan dess. Tyvärr är biologi sällan så enkelt i verkligheten, och det gäller även denna process. En gen ger nämligen oftast inte upphov till ett protein, utan till många. Och då menar jag inte bara att det bildas många likadana proteinmolekyler, utan även att en gen faktiskt kan ge upphov till flera olika sorters proteiner.

I eukaryoter och arkéer består gener av exoner och introner. Exonerna är de delar av DNA:t som innehåller själva instruktionerna för hur proteinet ska byggas. Intronerna däremot används inte för att göra proteiner utan klipps bort från mRNA-molekylerna innan dessa är färdigtillverkade. Vad intronerna har där att göra, när de ju ändå bara klipps bort, är inte helt klarlagt. Ibland kan de innehålla information som avgör när och var genen är aktiv, men oftast verkar de inte göra någonting alls.

Saken är den att när intronerna vSplicing_overviewäl har klippts bort kan exonerna klistras ihop igen på flera olika sätt. Detta kallas alternativ splitsning, vilket är en försvenskning av alternative splicing, och illustreras av figuren till vänster (från Wikipedia) där boxarna i pre-mRNA:t är exoner och de tjocka strecken mellan dem är introner. Genom att sätta ihop olika kombinationer av exoner får man två olika mRNA:n och därmed två olika proteiner. Dessutom händer det ibland att inte alla introner verkligen klipps bort, vilket ger ännu fler pusselbitar att leka med. Den mer korrekta varianten av dogmen ska alltså snarare vara:

DNA -> flera olika mRNA:n -> flera olika proteiner

Hittills har forskarna generellt ganska dålig koll på vad detta alternativa splitsande egentligen har för betydelse. De flesta har istället satsat hårt de senaste åren på att mäta och jämföra hur mycket mRNA som bildas från olika gener i alla upptänkliga vävnader av alla möjliga utvecklingsstadier hos mer eller mindre alla organismer man fått tag i. Normalt skiljer forskarna då inte på olika varianter av mRNA från samma gen, utan mäter allihopa tillsammans och kallar det för ”nivån på genaktiviteten”.

Vi har vetat ett bra tag nu att alla ryggradsdjur har ganska lika arvsmassor med ungefär samma gener. Inte heller verkar det finnas några markanta skillnader i nivån på genaktiviteten mellan motsvarande organ i olika sorters ryggradsdjur. I alla fall inte tillräckligt stora skillnader för att kunna förklara varför olika ryggradsdjur faktiskt ser ganska olika ut. Men kanske har man mätt fel saker?

I en artikel som publicerades förra året i Science presenterade 17 st forskare att de upptäckt att det finns tydliga skillnader i alternativ splitsning mellan samma organ i olika ryggradsdjur. De mätte både den alternativa splitsningen och nivån på genaktiviteten i flera olika organ i människa, schimpans, orangutang, makak, mus, pungråtta, näbbdjur, kyckling, ödla och groda. Det visade sig dels att alternativ splitsning var vanligare i primater än i de övriga ryggradsdjuren och dels att den alternativa splitsningen var artberoende snarare än organberoende. Tvärtom mot nivån på genaktiviteten som var organberoende snarare än artberoende. Dessa resultat antyder att vi kanske borde ägna mer tid åt att studera alternativ splitsning och mindre tid åt att mäta mängden av olika geners mRNA om vi vill förstå vad som egentligen skiljer de olika ryggradsdjuren åt. Möjligen gäller också samma sak för växter?

Referens: Barbosa-Morais m.fl. (2012) The Evolutionary Landscape of Alternative Splicing in Vertebrate Species. Science 338, s.1587

Hur jättebläckfisken blev filmstjärna

En av de mest kända händelserna i vetenskapsvärlden under det senaste året är att forskare för första gången lyckats filma jättebläckfisken i sin naturliga miljö. Jättebläckfisken antogs länge vara ett mytologiskt sagomonster snarare än ett riktigt djur, och ännu idag vet forskarna mycket lite om jättebläckfiskar.

TED berättar Edith Widder hur det gick till när de lyckades filma jättebläckfisken. Och ja, jättebläckfisken är med i videon.

Växterna frodas när Sverige värms upp

Att jordens klimat i genomsnitt blir allt varmare har väl inte gått någon förbi. Och särskilt snabbt går det längst upp i norr, även om det inte alltid känns så när man väntar på att våren ska komma. Man kan ju tycka att ett varmare klimat borde innebära att fler växter trivs här uppe i Norden, och att de dessutom borde växa bättre. Men har detta hänt i verkligheten eller är det bara önsketänkande?

Forskare från ett flertal länder publicerade nyligen en artikel i Nature Climate Change om detta. De har studerat hur växternas tillväxt och temperaturskillnaden mellan årstiderna har förändrats på de norra delarna av jordklotet över 30 år, från 1982 till 2011. De skiljde på det boreala området (65-45 grader nordlig latitud plus skogen längre norrut) och det arktiska området (från 45 grader nordlig latitud till norra ishavet plus tundra längre söderut). De använde sig dels av mätningar på själva marken och dels av satellitbilder, och förändringarna de fann visade sig vara stora.

Temperaturskillnaden mellan sommar och vinter i de arktiska områdena 2011 liknade de som rådde 4 breddgrader längre söderut 30 år tidigare. För de boreala områdena motsvarade skillnaden 5 breddgrader. För vegetationens tillväxt var motsvarande siffror 7 breddgrader för de arktiska och 6 breddgrader för de boreala områdena. Avståndet mellan min nuvarande hemstad Uppsala och min barndomsstad Boden är 6 breddgrader, vilket ger en uppfattning om hur stora skillnader vi talar om.

733096main_Northern_ndvi_FINALBilden kommer från NASA. Gul färg betyder att växternas tillväxt inte förändrats
över tiden. Grön färg betyder att växternas tillväxt har ökat ca 5% per decennium
och rött anger en lika stor minskning. Blått betyder en ökning med ca 10% per
decennium. Sverige är mest grönt med lite inslag av blått.

 

Årstiderna här i norr har alltså förändrats ganska mycket under de senaste 30 åren. Forskarna har också använt klimatmodeller för att försöka förutsäga vad som kommer att hända i framtiden. De kom fram till att vid slutet på detta sekel kommer temperaturerna att motsvara de som rådde 22 breddgrader längre söderut under 1951-1980. Klimatförutsägelser varierar dock beroende på vem man frågar. Forskarna är visserligen överens om att klimatet på jorden som helhet kommer att bli varmare, men hur mycket varmare det blir och vad som kommer att hända på lokal nivå är oklart. Det är också svårt att förutsäga vad varmare temperaturer betyder för växtligheten. Växterna påverkas ju också av t.ex. vattentillgång, hur ofta det brinner och förekomsten av skadeinsekter.

Referenser:

Xu och Myneni med kollegor. Temperature and vegetation seasonality diminishment over northern lands. Nature Climate Change, publicerad online (innan tryck) 10 mars 2013. DOI: 10.1038/NCLIMATE1836

NASA. Amplified Greenhouse Effect Shifts North’s Growing Seasons

Se också Plants March North av Liz O’Connell på SciLogs

Dansa din doktorsavhandling

Att förklara sin forskning för någon annan på ett sätt som gör att den upplevs som både begriplig och fängslande kan vara förvånansvärt svårt. Kanske går det bättre om man dansar forskningen istället? Det är idén bakom den internationella tävlingen Dance your PhD. Vinnaren är den som bäst kan förklara sin doktorsavhandling genom en (videofilmad) danskoreografi. Vilken dansstil som helst går bra, men författaren till avhandlingen måste själv delta i dansen.

Hur osannolikt det än låter så har denna tävling blivit ganska populär, och har pågått i flera år vid det här laget. Har sett en del av tävlingsbidragen på YouTube. Många är riktigt duktiga dansare, men ofta är det svårt att begripa vad dansen har med avhandlingen att göra. Här har jag i alla fall hittat ett bidrag där jag tycker de lyckas rätt bra med använda lindy hop (en av mina favoritdanser) för att förklara hur man använder fotoner för att göra en ”kvantlinjal”.

The Quantum Ruler Lindy Hop