Wallenberg Scholars

Tamsvin, hästar och kycklingar berättar om människans arv

Våra husdjurs gener är en ren guldgruva för nyfikna forskare. När Leif Andersson undersökte varför tamsvin bygger mer muskler än sina vilda släktningar, hittade han en gen unik för alla däggdjur som föder levande ungar. Skimmelhästar, som vitnar med åren, har gett ledtrådar om hur malignt melanom kan utvecklas.

Tanken att våra husdjur kan vara en bra modell för genetiska studier föddes i början på 1980-talet, någonstans på tåget mellan Stockholm och Uppsala. Leif Andersson, numera professor i funktionsgenomik vid Uppsala universitet, var nyutexaminerad biolog och arbetade på Sveriges lantbruksuniversitet. Han analyserade data på cirka fyrtiotusen hästar som samlats in för härstamningskontroller.

– Jag pendlade mellan Stockholm och Uppsala. På den tiden fanns inga laptops så jag läste väldigt mycket. En av de böcker jag läste var Darwins »Om arternas uppkomst«, säger Leif Andersson.

I början av boken finns ett avsnitt som handlar om hur vi människor förändrat husdjurens egenskaper genom avel, Darwin argumenterar att liknande förändringar sker i naturen baserat på naturlig selektion. Den unga biologen funderade: skulle man kunna ta Darwins tankar till en ny nivå med hjälp av den nya gentekniken? Kunde man med modern teknik studera kopplingen mellan gener och olika egenskaper? Husdjur borde fungera bra som modell eftersom vissa egenskaper har avlats fram så hårt under en ganska kort tid, de senaste tiotusen åren.

För kraftig pigmentering hos vita hästar

Ett fenomen som fångade Leif Anderssons intresse var skimlars färg. Hästarna föds svarta, men redan under första året börjar pälsen att vitna. Medeltida kungar lät gärna avbilda sig på mäktiga skimlar, en genvariant som troligtvis kom till Europa från Asien.

– Greken Herodotos skriver att den persiska kungen Xerxes förde med sig heliga vita hästar när han invaderade Grekland åttahundra år före Kristus. Tänk dig att du aldrig har sett dessa hästar förut – och så kommer en hel armé, säger Leif Andersson.

Med hjälp av dåtidens genetiska redskap började han jämföra skimlar med andra hästar. Det fanns 15 genetiska markörer att studera. Ingen gav napp. Leif Andersson var helt enkelt för tidigt ute. Först för några år sedan kunde han ro detta projekt i land.

– Då kartlade man hästens hela arvsmassa. I dag har vi miljontals markörer spridda över hela arvsmassan som vi kan studera. Det har hänt mycket på 30 år, säger Leif Andersson.

Med hjälp av markörerna kunde forskargruppen ringa in rätt del av arvsmassan. De hittade en specifik förändring som verkar stimulera stamceller att mogna till pigmentceller i hårsäcken.

– Vår tolkning är att mutationen driver på den här processen. Det sker en överrekrytering av dessa stamceller, säger Leif Andersson.

En individ föds med en begränsad mängd av de stamceller som bildar pigmentceller. Överstimuleringen gör att fölen föds ofta kolsvarta, men stamcellerna tar snabbt slut och då vitnar pälsen.

Aktiva pigmentceller bakom malignt melanom

En orsak till att Leif Andersson gärna ville hitta skimmelgenen är att dessa vita hästar löper hög risk att utveckla hudcancer, melanom, trots att de under den vita pälsen har en svart hud som skyddar bra mot solens strålar.

– Vi tror att den genetiska förändringen gör att det bildas mer pigmentceller i huden. De förökar sig lättare och det predisponerar dessa hästar till en högre risk att bilda melanom, säger Leif Andersson.

År 2012 blev Leif Andersson utnämnd till Wallenberg Scholar. För de resurser som följer med utnämningen vill han bland annat undersöka hur samma mutation påverkar möss. Dessutom ska han se om det finns en koppling till människor. Personer som lätt bildar födelsemärken drabbas oftare av malignt melanom. En mekanism liknande den hos skimlar kan ligga bakom denna sjukdom hos vissa människor.

"Det generösa bidraget från Wallenbergstiftelsen ger en fantastisk möjlighet att fritt kunna välja inriktning på de projekt som vi har. Dessutom kan man snabbt ta tillvara på nya möjligheter som dyker upp. Om man vill ta upp en ny forskningslinje måste man i vanliga fall först söka anslag, sen kanske det tar ett år innan du får pengar."

Tamsvinens muskler ger ledtråd om däggdjurens utveckling

En annan tråd som Leif Andersson nystar i är tamsvinens förmåga att bygga muskler. Bönder har avlat fram grisar som har mindre fett och mer muskler.

– Vi har hittat en genetisk förändring som gör att grisar får fyra procent mer muskler. Tänk dig att du har en gris som väger 100 kilo när den slaktas. Då får du fyra kilo mer kött utan att du behöver ge grisen mer foder, säger Leif Andersson.

Forskargruppen har visat att grisarna får mer av en speciell tillväxtfaktor i sina muskler. Samtidigt som de insåg detta, hittade de en ny så kallad transkriptionsfaktor, en slags strömbrytare som slår på och av olika gener. Just denna transkriptionsfaktor, ZBED6, är helt unik för placentala däggdjur, som har en livmoderkaka (placenta) och föder fullt utvecklade avkommor.

– Den finns i alla placentala däggdjur som har studerats, till exempel människa, delfin, häst, råtta, lemur, elefant, igelkott och näbbmus. Den verkar ha kommit in i arvsmassan för 200–250 miljoner år sedan, säger Leif Andersson, som nu undrar om ZBED6 bland annat kan påverka förmågan att bilda en livmoderkaka och i så fall var en avgörande innovation under vår utveckling.

Även denna tråd ska Leif Andersson nysta vidare i som Wallenberg Scholar. En annan fråga som upptar hans nyfikenhet är vad som påverkar storleken hos broilerkycklingar. En sak är säker: tanken under tågresan ledde helt rätt. Husdjur bär på många spännande genetiska anlag.

Text Ann Fernholm
Bild Magnus Bergström