Bakterier endrer oppfatningen om sex

Sex skaper ikke forskjell mellom individene, men tviholder på de beste egenskapene til dem som parrer seg. Det viser studier av bakteriesex. Den nye erkjennelsen er viktig i jakten på en vaksine mot hjernehinnebetennelse.

NY SEXFORSTÅELSE: – Bakteriesex kan si noe om evolusjonen av høyerestående livsformer. Synet på sex må nå endres. – Sex er ikke til for å skape variasjon, men for å ta vare på de beste egenskapene til dem som parrer seg, slår Ole Herman Ambur fast. Foto: Yngve Vogt

For å vinne kampen mot hjernehinnebetennelse er det viktig å forstå hvordan og hvorfor bakteriene formerer og endrer seg. Ole Herman Ambur ved Senter for molekylærbiologi og nevrovitenskap på Universitetet i Oslo har derfor studert bakteriesex.

Resultatene til Ole Herman Ambur bryter med den grunnleggende oppfatningen om at sex fører til genetisk variasjon.

– I arbeidet vårt viser det seg at bakteriell sex ikke er så viktig for å skape genetisk variasjon. Variasjonsbegrepet er brukt ukritisk. Sex er tvert imot en konserverende mekanisme.

Han mener den konserverende effekten av sex er et allmenngyldig prinsipp for alle organismer som reproduserer seg seksuelt, uansett om man snakker om bakterier eller høyerestående livsformer som planter og mennesker.

– Hensikten med sex er ikke å skape forskjell mellom individene, men å tviholde på det individene har felles og på de beste genene som er skapt etter milliarder av års evolusjon med prøving og feiling. Når naturen har kommet frem til noe, vil den beholde det som virker. Det er et nytt syn på sex, fremhever Ole Herman Ambur.

Ambur har forsket på et utvalg neiserriabakterier, som er samlebetegnelsen for meningitt- og gonorébakterier. Èn enkelt av disse bakteriecellene kan bli til mange milliarder celler på en dag og multipliserer seg ved enkel celledeling. I tillegg har de sex. For bakterier betyr dette at de kan ta til seg et nakent DNA fra omgivelsene sine og bruker det som sitt eget.

BAKTERIESEX: Bakterien som skaper hjernehinnebetennelse, fanger opp DNA ved hjelp av et komplekst maskineri. DNA strengen går igjennom de to cellemembranene før den blir integrert i bakteriens eget arvestoff inne i cellen. Illustrasjon: Platschorre, Ambur, Frye og Tønnum.

Sex gir fortrinn

I motsetning til meningittbakterien formerer de fleste bakterier seg bare ved kloning, det vil si vanlig celledeling. Ved celledeling kopieres DNA-molekylet, som er arvestoffet i cellen. Kopieringen går ikke alltid bra. Av og til skjer det feil, og da kan genene bli endret. Fenomenet kalles mutasjon.

I en populasjon som deler seg blindt uten sex, fins det ingen mekanismer for å kvitte seg med mutasjonene. Da vil DNA-skadene hope seg opp.

– Ved livets begynnelse for tre og en halv milliard år siden må vi anta at reproduksjonen skjedde ved enkel celledeling. På et eller annet tidspunkt ble det en fordel om organismen også kunne dra nytte av foreningen av arvestoff fra to individer. Dette har altså skjedd med meningittbakterien.

Bevarer viktige gener

Ved å rydde opp i en del misforståelser og uklarheter om sex, håper Ole Herman Ambur å lære mer om hvordan mennesket kan ta innersvingen på den livsfarlige bakterien.

– Vi ser at mesteparten av sex har foregått for å bevare kjernegenomet til denne bakterien. Resultatene mine viser at sex er mindre viktig for de varierende områdene i genomet.

Frem til i dag har ingen skilt mellom de konserverte og varierende områdene i genomet.

Selektive bakterier

Akkurat som andre organismer er meningittbakterien selektiv i sitt sexvalg. Fremmed DNA kan destabilisere et godt system og være dødelig. Bakterien tar bare til seg DNA som er mest mulig lik seg selv. Den tar bare opp DNA som inneholder et bestemt kjennemerke.

Kallenavnet for slike kjennemerker er DUS. Kjennemerket til meningittbakterien er basesekvensen ATGCCGTCTGAA og fins i en prosent av genomet.

Den store oppdagelsen til Ole Herman Ambur er at DUS-forekomsten ikke er jevnt fordelt i genomet.

– Vi har oppdaget at DUS-sekvensen har samlet seg og er utrolig overrepresentert i de konserverte områdene. Det har den naturlige seleksjonen sørget for. Det er faktisk mulig å se på den evolusjonære historien til meningittbakterien ved å se på hvordan den mangfoldiggjør og opprettholder DUS-sekvensen i genomet. Sekvensen er med andre ord et bilde av den evolusjonære historien.

Da Ole Herman Ambur undersøkte fenomenet hos bakteriegruppen Pasteurellaceae, som består av en rekke sykdomsfremmende bakterier, fant han nøyaktig det samme prinsippet.

– Det er en dobbeltbekreftelse på at sex er konserverende.

Dessuten viser resultatene hans at evolusjonen til de to bakteriegruppene har foregått parallelt. Dette kalles konvergent evolusjon. Det samme skjedde med utvikling av vinger i dyreriket. Eksempelvis oppstod fluevinger og fuglevinger uavhengig av hverandre.

Enklere kamp

Bakterier og mennesker er i kontinuerlig kamp om å beseire den andre. Den nye kunnskapen om bakteriesex kan gjøre det enklere å finne en effektiv vaksine mot hjernehinnebetennelse.

Forskerne ønsker å utvikle en vaksine der immunforsvaret gjenkjenner overflatestrukturen på bakterien. Da vil ikke bakteriene kunne overleve. Overflatestrukturene kalles for antigener.

– Antigenene kjenner immunsystemet vårt. Disse områdene er skapt for å variere, nettopp for å forvirre immunforsvaret til mennesket. Forskningen vår om bakteriesex øker forståelsen av det uhyre komplekse, molekylære maskineriet som bakterier er. Jo mer man forstår, desto lettere blir det å finne akilleshælen. Samtidig kan denne forståelsen også si noe om evolusjonen av mennesker. Selv om folk kanskje forstår hva jeg mener, er det provokativt å si at sex er konserverende og ikke til for å skape variasjon. Variasjon er bare et middel for å få den konserverende egenskapen. Det strider mot den alminnelige oppfatningen. Fordelen med sex er ikke å skape forskjellig avkom, men å sørge for å bevare arten, påpeker Ole Herman Ambur.

Emneord: Medisinske fag, Basale medisinske, odontologiske og veterinærmedisinske fag, Human immunologi Av Yngve Vogt
Publisert 1. feb. 2012 11:44
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere