Rekombination, eller genetisk överkorsning, sker när könsceller bildas. Då byter delar inom varje kromosompar plats med varandra. Rekombination spelar därför en viktig roll för uppkomsten av genetisk variation. Matthew Webster och Andreas Wallberg vid Biomedicinskt centrum, Uppsala universitet, har undersökt processen hos en art som drivit den till sin spets, nämligen honungsbiet.
Liksom andra sociala insekter lever honungsbin i kolonier där alla är närbesläktade och specialiserade individer utför olika uppgifter. Hög genetisk mångfald bland arbetarna är viktig för hela kolonins överlevnad. Det finns flera teorier om varför: arbetare med olika anlag är bra på olika uppgifter och drabbas inte heller av samma sjukdomar. Men hur kan drottningen, kolonins enda fertila hona, motverka inavel och på egen hand säkra den genetiska variationen?
– Bidrottningen löser problemet på två sätt. Det ena är genom polyandri. Hon parar sig med ett tjugotal drönare och använder deras spermier till att slumpvist befrukta äggen så att arbetarna ofta får olika fäder. Det andra är genom extrem rekombination, säger Matthew Webster.
Genom att sekvensera hela arvsmassan hos 30 afrikanska honungsbin har forskargruppen kunnat studera rekombinationen på en detaljnivå som inte tidigare varit möjlig. Honungsbiet har mer rekombination än alla andra djurarter som hittills har kartlagts, över 20 gånger mer än människan.
Rekombinationen påverkar hur effektivt det naturliga urvalet kan främja gynnsamma varianter genom att bryta negativa associationer mellan genvarianter. Forskarna har sett att en klass av gener som ofta är inblandad i nya anpassningar också genomgår mer rekombination. Men rekombination är inte helt riskfritt.
– Rekombination är inte enbart nyttigt för biet. När kromosomerna bytt delar och repareras inträffar ibland reparationsfel, säger Andreas Wallberg.
Processen, som kallas ”GC-biased gene conversion”, leder till gradvis fixering av mutationer som ibland inte alls är gynnsamma och verkar vara över tio gånger så stark hos honungsbin som hos människan. Över tid kan rekombination alltså leda till en försämring av genpoolen, en process som verkar ha accelererat hos bina. Den omfattande och livsviktiga rekombinationen har alltså ett högt pris.
– Det finns inga gratisluncher. Inte ens för ett honungsbi, säger Matthew Webster.
För mer information, kontakta Matthew Webster.
Tel: 018-471 4391. E-post: matthew.webster@imbim.uu.se
Den vetenskapliga artikeln “Extreme Recombination Frequencies Shape Genome Variation and Evolution in the Honeybee, Apis mellifera”, publicerad i PLOS Genetics, är tillgänglig för alla (open access) via denna länk: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pgen.1005189
Källa: Uppsala Universitet
