Avföring förklarar antibiotikaresistens i miljön

Att man hittar antibiotikaresistenta bakterier i miljön kan ha olika förklaringar. Det kan vara ett resultat av att antibiotikarester som når miljön ger resistenta bakterier en fördel gentemot känsliga bakterier, vilket i förlängningen kan driva på utvecklingen av nya former av resistens.

Det skulle också helt enkelt kunna bero på att tarmbakterier, som ofta är mer resistenta än andra bakterier, når miljön. Att förstå vilken av dessa förklaringar som är den sanna är viktigt för att kunna minska risker med resistenta bakterier i miljön på ett så effektivt sätt som möjligt.

Tydlig koppling
I en studie publicerad i Nature Communications visar forskare vid Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet, att “crAssphage”, ett virus som är specifikt för vissa humana tarmbakterier, är starkt korrelerat till förekomsten av antibiotikaresistensgener i olika miljöer. Det tyder på att utsläpp av tarmbakterier ofta kan förklara den ökning av resistenta bakterier som man ofta hittar i miljöer påverkade av människor.

Forskarna hittade emellertid ett tydligt undantag där resistensgener var mycket vanliga utan att man kunde finna spår av avföring – miljöer som förorenats med höga halter av antibiotika från tillverkningsindustrier.

Joakim Larsson, professor i miljöfarmakologi och föreståndare för CARe, Centrum för Antibiotikaresistensforskning vid Göteborgs universitet, är en av författarna bakom studien:

– Resultaten är viktiga för de kan hjälpa oss att hantera hälsorisker kopplade till antibiotikaresistenta bakterier i miljön. Antibiotikarester är helt klart orsaken till de exceptionella förekomsterna av resistens vi hittar kring en del tillverkningsindustrier, men utsläpp av vanliga tarmbakterier är antagligen den huvudsakliga förklaringen på de flesta andra platser, säger han.

Kräver mer forskning
Man kan undra om detta betyder att vi inte behöver bry oss om de betydligt lägre halter av antibiotika som når miljön från användning och exkretion, till exempel via kommunala reningsverk. Joakim Larsson förklarar:

– Studien visar att det är viktigt att ta hänsyn till nivån av fekalierester i miljön när man försöker förstå och tolka fynd av resistenta bakterier. Man behöver ofta inte förklara sådana fynd med att de är ett resultat av antibiotikarester i miljön, säger han.

– Samtidigt utesluter inte en korrelation med fekalierester att låga halter av vissa antibiotika i miljön kan selektera för resistenta bakterier. Flera andra studier tyder på att så kan vara fallet. Vilken roll antibiotika i låga halter i miljön spelar för resistensutveckling är därför fortfarande en öppen fråga som kräver mer forskning.

Artikel:
Fecal pollution can explain antibiotic resistance gene abundances in anthropogenically impacted environments

Kontakt:
Joakim Larsson,

Posted in BMI

Försämrad genetisk mångfald ökar hotet mot den östliga låglandsgorillan

Forskare från bland annat Naturhistoriska riksmuseet och Uppsala universitet har jämfört arvsmassan hos nu levande djur med prover som samlades in för 100 år sedan. Antalet individer har minskat med 80 procent de senaste årtiondena.

– Vi såg att den genetiska mångfalden i den östliga låglandsgorillan har försämrats kraftigt under bara några få generationer, säger Tom van der Valk, doktorand vid institutionen för ekologi och genetik, Uppsala universitet.

Många djur har minskat i antal det senaste århundradet och forskare har länge varit oroade att denna minskning har lett till en försämrad genetisk mångfald, ökad inavel och en ansamling av skadliga mutationer. Trots att detta kan leda till en ännu större risk för utdöende har studier av förändringar i genetisk livsduglighet varit svåra att utföra.

Den kraftiga minskningen av antalet östliga låglandsgorillor, som lever i Kongo-Kinshasa, beror på tjuvjakt och förändringar i livsmiljön. Resultaten från jämförelsen mellan historiska och nutida gorillor visar att minskningen har lett till ökad inavel och en försämrad genetisk variation. Minskningen i variation betyder att den östliga låglandsgorillan sannolikt har försämrad förmåga att anpassa sig till framtida sjukdomsutbrott och miljöförändringar.

Sammanväxta fingrar och tår
Forskarna har också upptäckt ett flertal sannolikt skadliga mutationer som har ökat i frekvens under de senaste 4-5 generationerna då populationen har minskat i storlek. Vissa av dessa mutationer hittades i gener som påverkar sjukdomsmotstånd och fertilitet hos hanar. Forskarna hittade också en ökning i mutationer som lett till nedsatt funktion i gener kopplade till utvecklingen av fingrar och tår, något som troligen förklarar varför en del nutida gorillor har fingrar och tår som är sammanväxta. Däremot upptäckte forskarna inte några stora förändringar i arvsmassan hos den närbesläktade bergsgorillan, vilket tyder på att dess genetiska livsduglighet har varit stabil de senaste 100 åren.

– Att sådana skadliga mutationer ökat i antal betonar verkligen behovet av att stoppa den pågående populationsminskningen hos den östliga låglandsgorillan, säger Love Dalén, professor vid Naturhistoriska riksmuseet.

Svaret på varför den östliga låglandsgorillan har påverkats mer jämfört med bergsgorillan kan ligga i deras historia. Den östliga låglandsgorillan ökade kraftigt i antal för ungefär 5 000 – 10 000 år sedan medan bergsgorillan har varit sällsynt i flera tusen år. Den låga populationsstorleken kan ha gjort att det naturliga urvalet sorterat bort skadliga mutationer innan antalet bergsgorillor började minska under 1900-talet.

– Vår studie visar att historiska prover från museer ger en unik möjlighet att övervaka förändringar i den genetiska statusen för utrotningshotade arter, säger Dr. Katerina Guschanski, forskare vid institutionen för ekologi och genetik, Uppsala universitet.

Studien:
Historical genomes reveal the genomic consequences of recent population decline in eastern gorillas. Current Biology

Kontakt:
Tom van der Valk tom.vandervalk@ebc.uu.se
Dr. Katerina Guschanski katerina.guschanski@ebc.uu.se
Prof. Love Dalén, love.dalen@nrm.se

Inlägget Försämrad genetisk mångfald ökar hotet mot den östliga låglandsgorillan dök först upp på forskning.se.

Läs mer

Vårt universum är en expanderande bubbla i en extra dimension

Sedan 20 år tillbaka vet vi att universum utvidgar sig allt snabbare med tiden. Förklaringen är en mörk energi som finns överallt i universum och skjuter på expansionen. Att förstå vad denna mörka energi är för någonting är en av den fundamentala fysikens allra största gåtor.

Hoppet har länge stått till att strängteorin skall ge svaret. Enligt strängteorin består all materia av små svängande strängar. Teorin kräver också att det finns fler rumsdimensioner än de tre vi känner till vardags. Sedan femton år tillbaka finns det modeller inom strängteorin som man menat kan ge upphov till mörk energi. De har dock utsatts för allt hårdare kritik och flera forskare hävdar nu att ingen av de hittills föreslagna modellerna fungerar.

Universum ryms på bubblans rand
I en artikel publicerad i Physical Review Letters föreslår forskarna ett nytt sätt att konstruera ett universum med mörk energi, där vårt universum rider på en expanderande bubbla i en extra dimension. Hela vårt universum ryms på randen av den expanderande bubblan. All materia som finns i vårt universum svarar mot ändpunkterna på strängar som sträcker sig ut i den extra dimensionen. Forskarna visar också att expanderande bubblor av detta slag kan skapas inom ramen för strängteorin. Man kan tänka sig att det finns fler bubblor än vår som svarar mot andra universa.

Uppsalaforskarnas modell ger en ny och annorlunda bild av universums skapelse och framtida öde, samtidigt som den kan bana väg för metoder att testa strängteorin.

Artikeln:
Emergent de Sitter cosmology from decaying anti–de Sitter space, Physical Review Letters. Souvik Banerjee, Ulf Danielsson, Giuseppe Dibitetto, Suvendu Giri, and Marjorie Schillo (2018)

Kontakt:
Ulf Danielsson professor i teoretisk fysik, Uppsala universitet,
Ulf.danielsson@physics.uu.se

Inlägget Vårt universum är en expanderande bubbla i en extra dimension dök först upp på forskning.se.

Läs mer

Posted in BMI

Tjockare hjärna ökar förmågan att lära nya språk

– Det har länge varit känt att hjärnan förändras vid inlärning av ett nytt språk men inte hur förhållandet mellan inlärningsförmåga och hjärnans utseende ser ut innan man lärt sig ett nytt språk, säger Mikael Roll, neurolingvist vid Lunds universitet och en av forskarna bakom studien.

Brocas område är en del av pannloben i vänster hjärnhalva som är känd för att vara inblandad i förståelsen av just grammatik. Skador i området ger upphov till Brocas afasi, som bland annat kännetecknas av problem med grammatik.

Tjockleken på hjärnbarken i motsvarande område i höger hjärnhalva var i stället relaterad till hur bra deltagarna var på att höra skillnader i tonhöjd, det vill säga språkmelodin. Språk hanteras mer av vänster hjärnhalva, medan höger hjärnhalva är mer inblandad i musikupplevelse.

Den färgade fläcken på hjärnan till vänster visar den del av Brocas område där hjärnbarkens tjocklek korrelerade med förmåga att lära sig grammatik. Till höger syns korrelationen mellan grammatisk begåvning och hjärnbarkstjocklek. Bild: Mikael Novén

Upptäckten gjordes genom att med magnetkamera mäta hjärnbarkens tjocklek på 44 testpersoner för att se vilket samband den hade med resultatet på olika språktest som de fick göra.

– Brocas områdes tjocklek förändras mycket fram till puberteten men storleken påverkas också senare i livet till exempel när man lär sig ett nytt språk, säger Mikael Roll.

I nästa steg kommer forskarna att titta på hur hjärnan förändras vid inlärning och då speciellt

Jakten på jordens tvilling

Bilden av de så kallade exoplaneterna börjar klarna. Carina Persson, senior forskare på Chalmers Tekniska Högskola i Göteborg har precis publicerat en studie om planeten K2-216b som ligger 378 ljusår från oss.

Det är en så kallad superjord, en stenplanet som är uppbyggd ungefär som jorden, men nästan dubbelt så stor. Det skulle knappt gå att röra sig på planeten på grund av gravitationen, och det är bara en av anledningarna att inte åka dit. K2-216b har tunn atmosfär och befinner sig så nära sin stjärna att den gör ett varv runt på drygt två dagar. Även om stjärnan lyser svagare än vår sol skulle man snabbt bli stekt eftersom temperaturen på ytan är närmare 1000 grader.

– I början var det sanslöst spännande bara att visa att det finns planeter runt andra stjärnor. Därefter har det handlat mycket om att visa att planeter är vanliga. Nu är vi inne på att karakterisera planeterna, bestämma hur stora de är, vad de består av och hur deras planetsystem ser ut. Nästa steg är att hitta jordliknande planeter i jordliknande banor runt stjärnor som liknar solen, säger Carina Persson.

Att arbeta med exoplaneter har hittills handlat om att lägga samman olika typer av ledtrådar. Carina Persson kombinerar information från teleskop både i rymden och på jorden för att skapa sig en bild av planeterna långt därute.

Den ytterst lilla dipp i en stjärnas ljusstyrka när en planet passerar mellan stjärnan och oss ger information om planetens storlek. Hur stjärnan vobblar i rymden på grund av att planetens tyngdkraft drar i den ger information om massa och avstånd från stjärnan. PÅ det sätte går det att räkna ut ungefär hur exoplaneten är uppbyggd.

Jordliknande planeter i sikte
Om vi ska få fram mer information måste vi kunna observera planeterna direkt. Med dagens teknik kan vi bara se stora gasplaneter som kretsar långt ifrån sin stjärna, men vi kommer att kunna se jordlika planeter. Markus Janson på Stockholms universitet är världsledande i arbetet med att vässa verktygen.

– Man måste stänga ute stjärnans ljus och få fram ljuset som kommer från planeterna. Då kan vi få en direkt bild av planeten och även information om vad en eventuell atmosfär består av. Just nu byggs EELT (European Extremely Large Telescope) som blir världens största jordteleskop. När det är klart 2024 finns det inget som stoppar oss från att studera jordlika planeter i närbelägna stjärnsystem. Om de finns, säger Markus Janson.

Berget Cerro Amazones i den chilenska öknen, nära ESOs Paranal Observatory, där Extremely Large Telescope (ELT)byggs. Med sin 39 meter stora spegel blir det världens största teleskop. Illustrationen visar hur teleskopet ser ut när det är färdigt år 2024. Bild: ESO/L. Calçada

Det är den stora frågan för exoplanetforskarna just nu: Om de finns. Hur vanligt är det med en planet av jordens storlek som befinner sig på ungefär samma avstånd från en solliknande stjärna och har flytande vatten på ytan? Kanske är utformningen av vårt solsystem ovanligt i till exempel den bemärkelsen att vi har den stora gasplaneten Jupiter utanför oss som suger upp rymdstenar som skulle kunna hota jorden.

Svaren kommer vi snart att få. Dels via jordteleskopet EELT, men också via det europeiska satellitprojektet PLATO. Det är ett rymdteleskop som ska scanna av stora delar av himlen på jakt efter jordlika planeter. Många svenska forskare är involverade i arbetet med PLATO som kommer att skjutas upp 2026.

Mikrosatellit tar en titt på närmaste grannstjärna
Ett annat projekt är STARE. Det utvecklas av Markus Janson och hans kollegor i Stockholm med målet att det ska väljas ut som nästa stora svenska satellitprojekt. STARE är en förhållandevis billig mikrosatellit som enbart skulle titta på en av våra närmaste grannar, Alpha Centauri för att undersöka om där finns planeter i den beboeliga zonen.

– Vi vet från statistiska studier att planeter är extremt vanliga så det är väldigt sannolikt att det finns planeter i Alpha Centuari-systemet, men vi vet inte vilka egenskaper de har. Där skulle det kunna finnas jordlika planeter och de skulle kunna vara beboeliga. Men det är ju spekulationer givetvis tills vi ser efter, säger Markus Janson.

Att få fram mer fakta om exoplaneter är ett av de mest centrala forskningsområdena just nu. Inte minst för att det väcker så många följdfrågor av existentiell natur. Observationer som tyder på livsprocesser skulle väcka många frågor. Om det finns många jordlika planeter med livsprocesser därute kan man undra varför vi ännu inte ser några spår av andra civilisationer. Om jorden är väldigt ovanlig är även det ett besked med konsekvenser.

Fermis paradox
Uppkallad efter fysikern Enrico Fermi, som ställde sig frågan: var är alla? Om det finns så många planeter i galaxen och kanske flera miljoner planeter som liknar jorden, varför ser vi inte minsta tecken på att det finns avancerade civilisationer? Paradoxen har mängder av möjliga svar. Här är några:
– Vi har inte tittat efter tillräckligt noga.
– Intelligent liv och civilisationer är mycket ovanligt, vi är först på plan.
– Avancerade civilisationer tenderar att orsaka sin egen undergång innan de sprider sig i rymden.
– Vi lever i en simulering som bara handlar om en civilisation.

– Om det är bara vi – vilket ansvar! Då måste vi verkligen ta hand om livet på jorden och oss själva. Skulle det inte bara vara vi är det också oroande. Då kan det betyda att det är svårt för livet att fortsätta från den punkt där vi är nu och sprida sig i rymden. Naturligtvis är sådana här frågeställningar en drivkraft för mig att fortsätta forska, säger Carina Persson.

Stjärnan Alfa Centauri är den mest ljusstarka i ett trippelstjärnsystem. I närheten finns även stjärnan Proxima Centauri, vår närmsta granne.

Vad gör vi då om vi upptäcker en blåskimrande planet runt en annan stjärna? Det kommer knappast att leda till några expeditioner inom överskådlig tid. Det är helt enkelt för långa avstånd i rymden. Att skicka en sond till de närmaste stjärnorna i Alpha Centauri-systemet drygt fyra ljusår bort skulle ta