Crafoordpriset i biovetenskaper 2015

Relevanta dokument
Genetik en sammanfattning

Totalt finns det alltså 20 individer i denna population. Hälften, dvs 50%, av dem är svarta.

Genetisk variation är livsviktig för vitaliteten och ganska snabbt även en förutsättning för överlevnaden hos en art.

Inför nationella proven i Biologi

Genetik, Gen-etik och Genteknik

Genetisk testning av medicinska skäl

Ekologi Så fungerar naturen

GENETIK - Läran om arvet

Använda kunskaper i biologi för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör hälsa, naturbruk och ekologisk hållbarhet.

Heterogen miljö en omgivning som varierar i tid eller rum - kan bidra till att mellanartskonkurrensen inte hinner få full effekt.

Biologi Kunskapens användning

Några material & Ekologi

LPP Nervsystemet, hormoner och genetik

Sammanfattning Arv och Evolution

Nytt fosterprov utmanar

Genetik II. Jessica Abbott

Nobelpriset i fysiologi eller medicin år John B. Gurdon och Shinya Yamanaka. för upptäckten att mogna celler kan omprogrammeras till pluripotens

Utveckling av läkemedelsbehandlingar av cancer kräver en dialog inom hela sektorn

Område: Ekologi. Innehåll: Examinationsform: Livets mångfald (sid ) I atomernas värld (sid.32-45) Ekologi (sid )

Arv + miljö = diabetes?

Arv och utveckling Arvet

Exempel på gymnasiearbete inom naturvetenskapsprogrammet naturvetenskap och samhälle

Planering i genetik och evolution för Så 9 Lag Öst. (Planeringen är preliminär och vissa lektionspass kan ändras)

Cancer som en ämnesomsättningssjukdom del 1

Betygskriterier. Biologi. genomföra och tolka enkla undersökningar och experiment

NATIONELLT ÄMNESPROV I BIOLOGI VÅREN 2009

Fakulteten för samhälls- och livsvetenskaper. Utbildningsplan. Biologiprogrammet NGBIO. Biologiprogrammet. 180 högskolepoäng/ects

Världskrigen. Talmanus

Skrivning för biolog- och molekylärbiologlinjen, genetik 5p.

Naturorienterande ämnen

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: tentamen TX091X TNBAS12. Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student)

Lokal pedagogisk planering för arbetsområdet genetik i årskurs 9

Genetik. - cellens genetik - individens genetik. Kap 6

Utländska företag: Nej till euron ger lägre investeringar

ELEMENTÄR - SVÅRARE FÄRGGENETIK. Del 4

Det första steget blir att titta i Svensk MeSH för att se om vi kan hitta några bra engelska termer att ha med oss på sökresan.

Beräkning av björnstammens storlek i Värmland, Dalarnas och Gävleborgs län

använda kunskaper i biologi för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör hälsa, naturbruk och ekologisk hållbarhet,

Recept för rörelse. TEXT Johan Pihlblad. Lena Kallings är medicine doktor och landets främsta expert på fysisk aktivitet på recept.

Fakta om spridd bröstcancer

En snabblektion om homo-, bi- och transpersoner. Av Nils Granath

Pedagogisk planering Bi 1 - Individens genetik

Klassen måste ha gått igenom:

Del ur Lgr 11: kursplan i biologi i grundskolan

R 8717/2002 Stockholm den 27 februari 2002

Under min praktik som lärarstuderande

Mimer Akademiens arbete med barnens matematikutveckling Ann S Pihlgren Elisabeth Wanselius

Återfall i drickande beror inte på bristande vilja

Effektivare avel för jaktegenskaper hos engelsk setter

hur klarar sig djur- och växtpopulationer i en fragmenterad livsmiljö?

Släktträd med hjälp av databaser och program från Internet

Året runt i naturen skolår 2-3 (läsår som startar med jämn HT)

Gör ditt testamente. till en gåva för livet. Om Cancerfonden

EXAMENSARBETE. Anpassning efter behov

Så här skrivs faktablad om MSB-finansierade forskningsprojekt

PRIMITIV, CIVILISERAD, BARNSLIG

Evolution, del 2: Evolutionsprocesser och förändringar i det genetiska materialet. Jessica Abbott Forskare Evolutionär Ekologi

BIOLOGI I VATTENMILJÖER

Konsten att hitta balans i tillvaron

Genetiska Algoritmer

Underlag för arbete med kvalitetsindikatorn

Svenskt Näringsliv/Privatvården. Patienternas syn på vårdcentraler i privat och offentlig drift

HFD 2015 ref 79. Lagrum: 58 1 jaktförordningen (1987:905)

EVOLUTIONENS DRIVKRAFTER ARTBILDNING

KLONING En kopiator för levande varelser?

KLOKA FRÅGOR OM ÄLDRES LÄKEMEDELSBEHANDLING ATT STÄLLA I SJUKVÅRDEN

Naturkunskap med ett didaktiskt perspektiv 2

genvägar arv facit.notebook December 02, 2009 Genvägar arv mar 11 10:20

Bättre överblick, ännu bättre vård. Sammanhållen journalföring. Nya möjligheter för vården att få ta del av dina uppgifter.

Kommentar om Bevara Flatlusen på Nyheter24.se vii

Plus, SVT1, , inslag om en dusch; fråga om opartiskhet och saklighet

DOM Meddelad i Stockholm

Barnets rättigheter. Barnkonventionen

Rapport. Grön Flagg. Förskolan Kåsan/Fröviskolan

Diagnosticera sicklecellsanemi med DNA-analys. Niklas Dahrén

Vetenskapsrådets jämställdhetsstrategi

Marcus från Vasa samarbetar med Nasa

Information om SKK:s index för HD och ED

Utsäljeskolan. Enkät- och kunskapsresultat 2014

Tjänsteskrivelse. Juridiskt kön och medicinsk könskorrigering Vår referens. Petra Olsson Planeringssekreterare

Varje år föreslår FIP ett nytt tema med syfte att visa upp farmaceutens positiva inverkan på folkhälsoarbetet.

Bättre överblick, ännu bättre vård.

Med publiken i blickfånget

Allt fler kvinnor bland de nyanställda

Angående uppföljning av tillsyn läsåret

Tomas Ekström är en av

Tillförlitlighetsaspekter på bedömningsinstrument Sammanfattning från workshop den 22 april 2002

Vårt sätt att bedriva familjevård

Högskolebiblioteket vid Mälardalens högskola

CELLFABRIKEN AB (PUBL)

SVERIGES 18-ÅRINGAR HAR FÅTT EN VIKTIG UPPGIFT

Patientsäker? självklart, eller. Tomas Kirkhorn september 2012

Högskolenivå. Kapitel 5

Skrivelse med anledning av ansökan om skyddsjakt på varg i sex vargrevir

ANN-CHARLOTTE EKENSTEN SIDAN

INTRODUKTION Sjukgymnastutbildningen KI, T2. Aila Collins Department of Clinical Neuroscience Karolinska Institute Stockholm, Sweden

Om ni skulle göra om Lupp vad skulle ni göra bättre/ändra på?

2014:2 RIKSFÖRENINGEN FÖR LÄRARNA I MATEMATIK, NATURVETENSKAP OCH TEKNIK

Kognitiv psykologi. Vad är psykologi? Psykologi som vetenskap. Vetenskapliga grunder och metoder

LAGEN OM FÖRBUD MOT DISKRIMINERING OCH ANNAN KRÄNKANDE BEHANDLING AV BARN OCH ELEVER SFS 2006:67

Transkript:

RAFOORDPRISE I BIOVEENSKAPER 2015 POPULÄRVEENSKAPLI INFORMAION rafoordpriset i biovetenskaper 2015 rafoordpriset i biovetenskaper 2015 går till genetikerna Richard Lewontin, USA, och omoko Ohta, Japan, för deras bidrag till kunskapen om genetisk variation. ack vare Lewontin och Ohta vet vi att den genetiska variationen inom populationer av växter och djur är många gånger större än vetenskapen tidigare trodde och vi förstår varför. Det sena 1900-talet och tidiga 2000-talet har varit en revolutionerande tid inom genetisk forskning. Nya tekniska möjligheter för DNA-sekvensering har lett till snabb kunskapstillväxt inom många delar av biologin, inklusive ekologi, evolution och systematik. enetikens inflytande märks även i populärkulturen, där V-seriernas kriminaltekniker söker DNA-spår i jakten på mördare. Att spåren kan avslöja vem som varit på brottsplatsen beror på att varje människas genuppsättning är lika unik som hennes fingeravtryck. Detta gäller inte bara människor utan alla djur och växter som förökar sig sexuellt: den genetiska variationen mellan individer av samma art och samma population är stor. Så stor att vi kan vara säkra på att två individer inte har identiskt DNA, inte ens om de är nära släkt. Det enda undantaget är enäggstvillingar. I dag är kunskapen om populationers stora genetiska variation och varje individs unika DNA-uppsättning en väl integrerad del av vår förståelse av naturen, och ett fundament inom naturvetenskapen. Men så har det inte alltid varit. Under större delen av 1900-talet såg vetenskapens teorier om genetisk variation mycket annorlunda ut. Först från 1960-talet började vår nuvarande bild av genetisk variation träda fram i stor utsträckning tack vare pristagarna Richard Lewontin och omoko Ohta. idigare föreställningar För att förstå hur banbrytande Lewontins och Ohtas upptäckter var behöver man sätta sig in i biologernas tankevärld fram till 1960-talet. Redan hundra år tidigare hade harles Darwin i he Origin of Species (Om arternas uppkomst) 1859, med sin teori om det naturliga urvalet, lagt grunden för en evolutionär syn på biologin. Darwin påpekade att individer med extra fördelaktiga arvsanlag kan antas klara sig bättre och föröka sig mer, medan det motsatta gäller för individer med mindre fördelaktiga arvsanlag. Därmed uppstår en process i naturen som främjar allt bättre anpassning av organismerna till deras livsmiljöer. Fram till 1960-talet tänkte sig genetikerna att varje ärftlig mutation i naturen blev föremål för detta naturliga urval: antingen var mutationen skadlig, och då sorterades den bort, eller så var den gynnsam och då skulle så småningom varje individ i populationen komma att bära på den. En logisk konsekvens av denna föreställning var att genetikerna antog att alla individer i en population hade ungefär samma genvarianter. Om varje mutation antingen är fördelaktig och på väg att spridas till hela populationen, eller skadlig och på väg att selekteras bort, så finns inte mycket utrymme för genetisk variation. För både djur och växter föreställde man sig ett slags standardorganism, kallad vildtyp, som bar på just den uppsättning genvarianter som det naturliga urvalet selekterat fram.

Upptäckten Därför var det en revolutionerande upptäckt när Richard Lewontin, då verksam vid University of hicago, på 1960-talet tog reda på hur det verkligen låg till. Richard Lewontin har berättat hur han länge funderat på hur han skulle kunna analysera genetisk variation i växter och djur i naturen, utan att finna någon lösning på problemet. Men så träffade han forskarkollegan John Lee Hubby (1932 1996), som hade utvecklat en ny metod att separera proteiner med hjälp av ett elektriskt fält. Lewontin insåg att detta var det verktyg som han behövde, då proteinernas olika laddning direkt avspeglade genetiska olikheter. De två forskarna började samarbeta för att mäta genetisk mångfald i djur och växter. Experimenten gav överraskande resultat: den genetiska variationen mellan individerna i en population var många gånger större än vad Lewontin och alla andra hade väntat sig. Resultaten publicerades i enetics 1966 och väckte stor uppmärksamhet. Den första analysen gällde bananflugor, men mönstret upprepades för varje art som forskarna tittade på: de allra flesta uppvisade en oväntat stor genetisk variation, som tycktes stå i strid med det naturliga urvalets principer. Uppfattningen före 1960-talet Innan man kunde analysera DNA trodde man att alla individer i en population hade samma sekvens i genen för en viss egenskap. I sällsynta fall uppträdde individer med en mutation. Mutationen har i det här fallet ersatt med, vilket ger individen vita ögon istället för röda. mutation Den nya uppfattningen När DNA kunde analyseras framträdde betydligt mer variation i generna i stort sett alla individer hade olika sekvenser trots att egenskaperna var samma. eorin om neutrala och nästan neutrala mutationer förklara detta. A A A A A A AA mutation Variationen i exemplet ovan är överdriven av pedagogiska skäl. 2(5) RAFOORDPRISE I BIOVEENSKAPER 2015 KUNL. VEENSKAPSAKADEMIEN HP://KVA.SE

Kunde det finnas neutrala mutationer genvarianter som varken är fördelaktiga eller skadliga för individen, och som därför inte påverkas av det naturliga urvalet? En teori neutralteorin föreslogs av Motoo Kimura (1924 1994) vid National Institute of enetics i Japan. eorin vann efterhand gehör, då den tycktes ge en bra förklaring till den stora genvariation som forskarna upptäckt. omoko Ohta, även hon vid National Institute of enetics i Japan, menade att en sådan enkel uppdelning i tre typer av mutationer goda, neutrala samt skadliga inte speglade verklighetens komplexitet. I själva verket är nästan alla mutationer i gener som påverkar proteinerna åtminstone en aning skadliga, men den skadliga effekten är så liten att dessa genvarianter ändå kan bli kvar i populationen, förklarade Ohta. Dessutom gör slumpeffekter att även mindre lämpade varianter kan spridas i populationen. Ohta påpekade också att populationens storlek är av avgörande betydelse för det naturliga urvalets effektivitet: ju mindre population, desto större roll kommer slumpen att spela, och desto sämre kommer det naturliga urvalet att fungera. Efter att omoko Ohta presenterat denna Nearly neutral theory i Nature 1973 fortsatte hon att utveckla den vidare. I en artikel i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 1974 föreslog omoko Ohta tillsammans med Motoo Kimura fem generella principer för molekylär evolution. Dessa rörde bland annat hur fort evolution sker, och i vilka delar av arvsmassan den kan antas gå fortare respektive långsammare. illgången till empiriska data var vid den tiden mycket begränsad, men de enorma mängder av genetisk information som genererats de senaste decennierna har visat att Ohtas förutsägelser stämmer mycket väl. Också Lewontin har fortsatt att ge betydande bidrag, både teoretiska och experimentella, till kunskapen om genetisk variation. Ett exempel är hans arbete om genetisk variation hos människan. 1972 visade Lewontin i en uppmärksammad artikel i Evolutionary Biology att större delen (80 85 procent) av den genetiska variationen hos människan återfinns inom respektive population, och att de genetiska skillnaderna mellan folkgrupper därmed är marginell. Resultaten har varit viktiga för avskaffandet av rasbegreppet i biologisk mening för människan. Betydelse Richard Lewontin och omoko Ohta tilldelas rafoordpriset för grundforskning av stor generell betydelse. Pristagarna har gett vetenskapen en bättre bild av hur det naturliga urvalet fungerar på molekylär nivå, hur populationer utvecklas och hur stor den genetiska variationen är inom arter och populationer av både växter och djur. Denna kunskap är i dag en fundamental del av genetiken och självklar utgångspunkt för all vidare genetisk forskning. Men även om den fundamentala förståelsen måste anses som det viktigaste värdet av Lewontins och Ohtas forskning går det också att ge en rad exempel på hur kunskapen om genetisk variation kommer till konkret användning. Inom ekologi och naturvård har den lett till bättre förståelse av populationsstruktur och hotade populationers genetiska sårbarhet. Ett annat resultat är nya metoder för att beräkna naturliga populationers storlek med hjälpav DNA-analys av biologiska spår, som spillning. Inom systematisk biologi har kunskapen om genetisk variation lett till nya möjligheter att förstå släktskapsförhållanden, både inom och mellan arter. RAFOORDPRISE I BIOVEENSKAPER 2015 KUNL. VEENSKAPSAKADEMIEN HP://KVA.SE 3(5)

ack vare kunskapen om genetisk variation har det blivit möjligt att bestämma det nära släktskapet mellan individer med hjälp av DNA-analys. Inom den evolutionära ekologin har detta fått stort genomslag när det till exempel gäller faderskapsanalys. Hos många djurarter har det visat sig att honor parar sig med mer än en hane, och att ungarna i en kull därför ofta kan vara halvsyskon. Vidare har kunskapen om genetisk variation naturligtvis också haft stor betydelse inom medicin. Den ligger bland annat till grund för den omfattande forskning som bedrivs om riskgener för olika sjukdomar, men även för ett ökat fokus på individanpassad behandling utifrån patientens genetik. Mutationer ger genetisk variation ELLDELNIN 1SKER I EN KÖNSELL Darwinfink (eospiza parvula) kromosom kromosom PUNKMUAION 2 UPPSÅR I DNA När DNA kopierar sig inför celldelningen kan det bli fel, nedan har en punktmutation uppstått genom att, A och har ersatt den tidigare nukleotiden på tre olika platser i DNA. MUAIONENS 3 KONSEKVENSER En mutation i en gen kan orsaka en förändring i det protein som genen kodar för, så att proteinet får en förändrad funktion. Eftersom alla individer har dubbla genuppsättningar behöver detta inte slå igenom om den andra genkopian är intakt, men i vissa fall ger en mutation direkt en ändrad egenskap hos individen. IKE KODANDE DNA EN EN DNA A A A A A Mutationen sker utanför en gen och ger oftast inga konsekvenser, men kan påverka regleringen av genuttryck. Mutationen hamnar på en plats i en gen som inte förändrar proteinet eller dess funktion nämnvärt. Mutationen hamnar på en plats i en gen som förändrar proteinet som genen kodar för. Den kan ligga till grund för nya egenskaper och i slutändan nya arter, till exempel som i fallet med Darwinfinkar. 4(5) RAFOORDPRISE I BIOVEENSKAPER 2015 KUNL. VEENSKAPSAKADEMIEN HP://KVA.SE

PRISAARNA RIHARD LEWONIN Amerikansk medborgare. Född 1929 i New York, USA. Fil.dr 1954 vid olumbia University, NY, USA. Professor emeritus vid Harvard University, MA, USA. www.mcz.harvard.edu/departments/popenetics/lewontin_r.html OMOKO OHA Japansk medborgare. Född 1933 i Miyoshi, Japan. Fil.dr 1967 vid North arolina State University, N, USA. Professor emeritus vid National Institute of enetics, Mishima, Japan. www.nig.ac.jp/english/section/ijin/ijin-1.html LÄNKAR OH LÄSIPS Mer information om årets pris finns på Kungl. Vetenskapsakademiens webbplats, http://kva.se/crafoordpriset och www.crafoordprize.se Richard Lewontin Föreläsningar he concept of race: he confusion of social and biological reality, University of alifornia elevision www.youtube.com/watch?v=jv1ylkhzoo ene, organism and environment: Bad metaphors and good biology, University of alifornia elevision www.youtube.com/watch?v=we4zzjkxfhm Vetenskaplig artikel Lewontin, R.., Hubby, J. L. 1966. A molecular approach to the study of genic heterozygosity in natural populations. II. Amount of variation and degree of heterozygosity in natural populations of Drosophila pseudoobscura. enetics 54: 595 609 www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pm1211186 omoto Ohta Intervju urrent Biology, 22, 16: R618 R619 www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0960982212007075 Vetenskaplig artikel Ohta,. 1973. Slightly deleterious mutant substitutions in evolution. Nature 246, 96 98 Abstract: www.nature.com/nature/journal/v246/n5428/abs/246096a0.html Redaktion: Sakkunniga: ledamöter från Kungl. Vetenskapsakademien ext: Anders Nilsson Illustrationer: Johan Jarnestad/Swedish raphics Redaktör: Jessica Balksjö Nannini Kungl. Vetenskapsakademien RAFOORDPRISE I BIOVEENSKAPER 2015 KUNL. VEENSKAPSAKADEMIEN HP://KVA.SE 5(5)