Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
Sekvensering
Å sekvensere et DNA-molekyl betyr å skille det ut, og legge ut de forskjellige komponentene eller «byggeklossene» på en rekke.
Sekvensering brukes til å kartlegge DNA, blant annet for å kunne sammenligne forskjellige DNA-profiler.
Den første fulle DNA-sekvensen, Arabidopsis thaliana, eller vårskrinneblom som den heter på norsk, var den første organismen som fikk genene kartlagt.
Arabidopsis thaliana er en populær modellorganisme for plantebiologer og genetikere fordi den har et av de minste og enkleste genomene i planteriket.
Prosessen rundt produksjonen av Carlsberg øl er omgitt av en viss andektighet og seriøsitet.
På Carlsberg laboratorium i Valby dreier det seg nemlig om beinhard vitenskap når professor Mats Hansson og hans kolleger prøver å fravriste råstoffene bak det dyrebare brygget hemmelighetene deres.
Og selv om man godt kan dele en pils i pausen, er det viktig å være edruelig nok i arbeidstiden til å kunne sikte nøyaktig med mikroskopet. Mats Hansson og hans kolleger er nemlig på jakt etter gener.
Genetisk skreddersydde planter
Før genetikkens tid samlet bonden frøene fra de beste plantene for å plante til neste år. På denne måten påvirket han plantens genetiske sammensetning uten å vite det.
Nå bruker man krysningsforsøk for å styre plantenes egenskaper, og man forsøker å samle de gjenvariantene som gir ønskede egenskaper i én plante.
Plantedyrkerens store utfordring er å finne den planten fra krysningsforsøket som har alle de ønskede gjenvariantene.
− Når du kan identifisere genet for en gitt mutasjon, kan du langt raskere identifisere det interessante avkommet i et krysningsforsøk. På den måten kan du raskere skreddersy plantene etter behov, forklarer Hansson, og utdyper:
− Hvis du for eksempel kan identifisere hvilke gener det er som styrer tidsforløpet for blomstringen, kan du styre modningen av planten.
Den enkleste måten å identifisere det interessante avkommet er å sekvensere avkommet for de genene som man vet styrer de ønskede egenskapene. Det er mye raskere enn å skulle vente på at de vokser opp før man kan observere egenskapene.
Forskjellige mutasjoner til forskjellige formål
Men hvorfor trenger man i det hele tatt å kunne skreddersy planter? Er det ikke lettere å bare finne den beste og så holde seg til den?
Spør man Mats Hansson, er det ikke noe som heter den «beste» byggplanten. Det er nemlig forskjellige egenskaper som er viktige, alt etter hvor planten skal vokse:
− Byggplanter blir dyrket på forskjellige steder i verden, så det er smart å kunne tilpasse dem genetisk til klimaet; temperatur, dagslengde, luftfuktighet og så videre, forklarer han.
− Hvis de skal vokse et sted med mye vind, er det best å ha planter med korte strå, slik at de ikke blåser over ende. Hvis de vokser der det er vindstille, er det best å ha lange strå siden det oftest er de som gir flest fold per plante.
Byggplantens formål er også avgjørende for hvilke egenskaper som er fordelaktige:
− Hvis det skal brukes til svinefôr, skal det for eksempel ha et høyt proteininnhold. Men bygg med et høyt proteininnhold gir en ubehagelig smak hvis det brukes i ølbrygging. Skal bygg brukes til øl, skal det i stedet ha et høyt sukkerinnhold, forklarer Hansson.
Den post-genetiske alder
Annonse
Med jakten på de individuelle genene er vitenskapen på vei inn i den post-genetiske alderen.
Denne kommer etter at man har kartlagt alle gener, og kan ta fatt på å identifisere de enkelte genene, egenskapene deres og hvilke mutasjoner de knytter seg til.
Man har bare kartlagt genene for en håndfull såkalt kompliserte organismer. I tillegg til mennesket har man fulle DNA-sekvenser for en håndfull dyr, men bare to planter; ris og vårskrinneblom.
Hele genomet til byggplanten er ikke kartlagt enda, men Mats Hansson jager ivrig videre. Og det er tross alt litt barnslig å jakte mutanter, selv om det er i et laboratorium.
Gen-jaktens mange trinn
Arbeidet med å forstå byggplantemutasjonene gjennom krysningsforsøk er en møysommelig prosess:
Først må forskeren finne et mutert gen som er interessant å studere.
Deretter må genet klones, og DNA-sekvensen kartlegges, slik at man kan se hvilke deler av genet som er påvirket av mutasjonen.
Deretter må de proteinene (genets produkt) raffineres eller «renses», slik at man kan studere dem og mutasjoner deres. Proteinene er bestanddeler i de enzymene som aktivt påvirker plantens egenskaper.
Til slutt må proteinene analyseres, slik at man kan finne ut hvordan mutasjonene påvirker proteinet og dermed enzymene og planten.
De skandinaviske genetikerne og kornmutantene
Mats Hansson er fra en stolt rekke av svenske genetikere som strekker seg over et halvt århundre tilbake i tid.
Den svenske genetikkens far het Herman Nilsson Ehle. Han var professor i fysiologisk botanikk ved Lunds universitet (hvor Mats Hansson også er utdannet) fra 1915 til 1917, der han som den første i Sverige ble utnevnt til professor i genetikk.
Herman Nilsson Ehle ble internasjonalt anerkjent for sin banebrytende forskning i nedarvingsmønstre hos havre- og hvetesorter, og en av hans elever og etterfølgere som professor i genetikk ved Lunds Universitet het Åke Gustafsson.
Gustafsson samlet en flokk yngre forskere under seg, som alle arbeidet med mutasjoner av byggplanten. Blant Åke Gustafssons «disipler», som de ble kalt, var søskenparet Diter og Udda von Wettstein.
Annonse
Diter von Wettstein ble professor i fysiologi ved Carlsberg laboratorium i 1972, og i løpet av sine mange år i jobben bygget opp han en enorm samling bygg-mutasjoner, som ble overlatt i Mats Hanssons varetekt i 1997. Diter von Wettstein er i dag professor ved Washington State University i USA, og fyller 80 senere i år.
Hans eldre søster Udda virket fra 1965 til 1993 som forskningsleder ved blant annet Sveriges Utsädesforening, og gjennom hennes forsøk finnes det i dag over 8000 mutanter av byggplanten i den skandinaviske mutantsamlingen, som er offentlig tilgjengelig for forskere gjennom Nordisk genressurssenter, som drives med midler fra Nordisk ministeråd.
Hun heter i dag Udda Lundquist og er fortsatt seniormedarbeider ved Carlsberg laboratorium, hvor hun hjelper og gir råd til mange av de yngre forskerne.
