Så sprids frön mellan ålgräsängar i havet

Genom en ny metod har forskare kunnat identifiera vilka ålgräsängar vid svenska kuster som är särskilt känsliga och värdefulla, samt vilka ängar som bör restaureras inför framtiden.

Ålgräs (Zostera marina) är en marin blomväxt, som bidrar till en alldeles särskild livsmiljö för en lång rad marina växter och djur, inräknat flera kommersiellt gångbara fiskar som exempelvis torsk.

Nu har en internationell forskargrupp, ledd av forskare från Göteborgs universitet, utvecklat en ny metod för att utvärdera vilka ålgräsängar som är känsligast och vilka ängar som har störst betydelse för en framtida överlevnad.

Viktig miljö för djur och människa

Ålgräset växer på grunda mjukbottnar i de norra delarna av Atlanten och Stilla Havet. Utmed Sveriges kuster i Västerhavet och Östersjön, fyller växten en viktig ekologisk roll.

Posted in BMI

Därför verkar gener flytta på sig – ny kunskap om evolutionen

Ett tillägg till evolutionsteorin kan förklara hur och varför gener förflyttar sig på kromosomer. Forskarna vid Uppsala universitet kallar sin teori för SNAP-hypotesen.

Livet på jorden börjades för nästan fyra miljarder år sedan och diversifierades till ett stort antal olika arter. Evolutionsteorin, tillsammans med upptäckten av DNA-molekylen med gener som kodar för olika ämnen, förklarar hur denna diversifiering gått till. Slumpmässiga mutationer i DNA:t uppstår från generation till generation och kan selekteras om de hjälper individer att anpassa sig bättre till sin miljö. Med tiden har detta lett till att organismer har utvecklats till de olika arter som nu lever i de olika ekosystemen på planeten.

Nuvarande teori förklarar hur gener kan mutera över tid och få nya betydelser. Men ett mysterium som kvarstår inom biologin är de relativa placeringarna av gener på kromosomer – som också förändras över tid. Det är mycket uppenbart hos bakterier, där olika arter ofta har samma gener på mycket olika platser i förhållande till varandra. Sedan livets ursprung har gener ofta bytt plats. Frågorna är alltså, hur och varför flyttar gener sina relativa platser?

DNA-dubbletter bakom oväntad genplacering

Nu föreslår forskare vid Uppsala universitet ett tillägg till evolutionsteorin som kan förklara hur och varför gener förflyttar sig på kromosomer. Hypotesen, som forskarna kallar SNAP-hypotesen, baseras på iakttagelsen att så kallade tandemduplikationer av vissa DNA-sektioner i kromosomerna förekommer mycket ofta i bakterier (mer än en miljon gånger oftare än de flesta mutationer). Dessa dubbletter går spontant förlorade

om det inte finns något selektionstryck, det vill säga inte leder till gynnsamma förändringar hos organismen. Men en selektion för att upprätthålla en duplicering kan ske när bakterier befinner sig i en suboptimal miljö, och kan behöva ”reserver”, till exempel om det duplicerade området inkluderar en gen som ökar tillväxthastigheten på ett dåligt näringsämne.

Dubbletterna innehåller vanligtvis hundratals gener, även om endast en blir selekterad. Forskarna Gerrit Brandis och Diarmaid Hughes menar nu att mutationer snabbt kan samlas i de hundratals icke-selekterade generna, inklusive gener som normalt är essentiella när det bara finns en enda kopia i kromosomen. När två olika essentiella gener har inaktiverats, en i varje kopia av dupliceringen, kan dupliceringen inte längre försvinna. Från denna tidpunkt kommer bakterierna att ha många gener som är onödigt duplicerade, och mutationer för att inaktivera eller ta bort dem kommer att selekteras positivt eftersom de förbättrar överlevnadschansen. Med tiden kan alla onödiga duplicerade gener tappas genom mutation, men detta kommer att ske slumpmässigt i varje kopia av dupliceringen.

Genom denna process, med en slumpmässig förlust av onödiga duplicerade gener i varje kopia av dupliceringen, kan den relativa ordningen för de återstående generna ändras fullständigt. SNAP-processen kan orsaka gen-omordningar mycket snabbt och processen kan förmodligen också bidra till att separera olika arter.

Vetenskaplig artikel:

The SNAP hypothesis: Chromosomal rearrangements could emerge from positive Selection during Niche Adaptation. Brandis G, Hughes D (2020). PLOS Genet 16(3): e1008615.

Kontakt:

Diarmaid Hughes, professor vid institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet, diarmaid.hughes@imbim.uu.se

Inlägget Därför verkar gener flytta på sig – ny kunskap om evolutionen dök först upp på forskning.se.

Läs mer

Posted in BMI

Så mycket käkar en slända

Trollsländor vid en damm åt hundratusentals insekter på en sommar. Det motsvarar ungefär ett kilo insektsmassa, eller 700 000 medelstora myggor, visar forskning från Åbo universitet och SLU.

De glupska flicksländorna i studien fångade och åt framförallt olika typer av myggor, men också ett stort antal andra insekter. Resultaten bygger på dna-analyser och märkning av sländor.

Varför är det viktigt att veta hur mycket sländor ätor?

– Det här är viktigt, eftersom den pågående insektsdöden kan minska tillgången på bytesdjur för trollsländor. Ingen har tidigare kunnat uppskatta hur det kan påverka trollsländorna, då vi saknat kunskap om vad de äter och i vilka mängder, säger Kari Kaunisto forskare och projektledare från biodiversitetsenheten vid Åbo universitet.

Siffermärkning på vingarna

– Vår studie avslöjar hur kraftigt trollsländorna ”betar av” sina bytesstammar. Det vi gjorde var att först uppskatta vad och hur mycket trollsländorna åt, och sedan relatera det till hur många bytesdjur det finns i området.

Forskarna använda en kombination av flera vetenskapliga metoder. Utifrån bytes-DNA i avföringen från trollsländor kunde forskarna avslöja vad trollsländorna äter och i vilka proportioner. Här användes en metod som kallas mass- eller metastreckkodning. Genom andra tekniker uppskattade forskarna hur många rovdjur somt fanns inom området.

För att uppskatta antalet sländor fångade forskarna sländor och märkte dem med individuella siffror på vingarna. När de märkta sländorna fått blanda sig med resten av stammen ger andelen märkta trollsländor en uppskattning av totalantalet. Foto: Kari Kaunisto.

– Antalet sländor fastställde vi genom att märka dem med siffror på vingarna, sedan släppa dem, låta dem blanda sig med sina omärkta artfränder och så fånga sländor igen. Genom att jämföra antalet märkta och omärkta trollsländor i det nya provet kunde vi uppskatta det totala antalet sländor i området, säger Kari Kaunisto.

Hur många bytesdjur som fanns tillgängliga, alltså kläcktes inom området, uppskattade forskarna genom att täcka bestämda ytor med tältliknande fällor och så räkna hur många insekter som samlats i dem.

Flicksländor älskar fjädermyggor

Trollsländorna är insektsvärldens toppredatorer, och det har spekulerats i huruvida de kan begränsa stammarna av andra insekter. I den nya studien var det fjädermyggor som var det främsta bytet. Dessa myggor kan vara mycket talrika, men till skillnad från stickmyggorna orsakar de ingen förtret för oss människor. I själva verket gör vuxna fjädermyggor inte mer än svärmar, parar sig och lägger ägg.

– Vi fokuserade på fyra arter av flicksländor inom ett område på 12 hektar. Här åt sländorna cirka 900 gram insekter, vilket motsvarar ungefär 700 000 medelstora myggor. Detta är ändå bara en procent av fjädermyggornas hela stammar inom i området.

Vackra och effektiva rovdjur

– Siffran kan låta liten men bör läggas till de antal som äts av andra rovdjur. Det område som vi studerar hyser ett stort antal insektsätare, inklusive tjugo andra arter av trollsländor samt fåglar och fladdermöss, förklarar Eero Vesterinen från biodiversitetsenheten vid Åbo universitet som ansvarade för DNA-analyserna i projektet.

Trollsländor har alltid fascinerat oss människor, eftersom de är både vackra och effektiva rovdjur. I egenskap av toppredatorer är de samtidigt särskilt utsatta för olika hot i naturliga ekosystem.

Fyra små flicksländor

I den här studien fokuserade forskarna på fyra små men lokalt talrika flicksländor. Totalt har 65 olika trollsländsarter påträffats i Sverige och 62 i Finland. På världsnivå är antalet kända arter ungefär 5 680 stycken. De arter som ingick i studien var sjöflickslända (Enallagma cyathigerum), spjutflickslända (Coenagrion hastulatum), månflickslända (Coenagrion lunulatum) och mörk lyrflickslända (Coenagrion pulchellum).Your text

Avslöjar predationen

Professor Tomas Roslin från Sveriges lantbruksuniversitet deltog i studien, och är entusiastisk över de nya tillvägagångssätten och de intressanta resultaten av studien.

– Genom att kombinera flera metoder kan vi äntligen avslöja den övergripande effekten av predation i naturen. I den här studien påvisade vi både hur väldigt olika bytesdjur trollsländorna ger sig på, vilka bytesdjur som är viktigast, och hur stor inverkan trollsländornas jakt har på enskilda bytesarter och på insektssamhället som helhet, säger Roslin.

Kontakt:

Tomas Roslin, professor, Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU), tomas.roslin@slu.se
Kari Kaunisto, seniorforskare, Åbo universitet, kkauni@utu.fi
Eero Vesterinen, docent, Åbo universitet, ejvest@utu.fi

Vetenskaplig artikel:

Kaunisto KM, Roslin T, Forbes MR, Morrill A, Sääksjärvi IE, Puisto AIE, Lilley TM, Vesterinen E J. Threats from the air: damselfly predation on diverse prey taxa. Journal of Animal Ecology

Inlägget Så mycket käkar en slända dök först upp på forskning.se.

Läs mer

Posted in BMI

Jakten på vaccin mot Coronavirus

Idag finns varken vaccin eller läkemedel som biter på det nya Coronaviruset. Men forskning pågår på flera platser i världen. Även i Sverige.

När det här skrivs har närmare 80 000 personer smittats det nya Coronaviruset – som kallas 2019-nCoV eller SARS-COV-2 och orsakar sjukdomen Covid-19, i brist på värddjur att döpas efter. De allra flesta som smittats kineser, men stora utbrott har även rapporterats från Italien och Iran. Drygt två tusen har avlidit av infektionen.

Vilket djur som har spridit det nya Coronaviruset till människan är än så länge oklart. Vad man vet är att viruset finns i fladdermöss och att det troligen förts över från fladdermössen till något av de vilda djur som säljs på marknaden i den kinesiska staden Wuhan. En stad som idag är satt i karantän, liksom ytterligare två städer i samma provins, flera byar i Vietnam samt det japanska kryssningsfartyget Diamond Princess

Än så länge är det få personer utanför Kina som är infekterade och den globala spridningen har inte kommit upp i en hastighet som gör den förtjänt av namnet pandemi. Troligen hade spridningen gått fortare om viruset inte hade uppstått i en diktatur med möjlighet att isolera hela städer.

Snabb spridning i Kina

– Spridningen i Kina har varit väldigt snabb, säger Matti Sällberg, professor på Karolinska Institutet, och den som leder det svenska arbetet med att ta fram ett vaccin mot Coronaviruset. Däremot har Kinas åtgärder med isolering av hela städer gjort att vi inte ser den globala spridning som vi annars hade sett. Om utbrottet hade skett i till exempel Bangkok så skulle vi ha sett en mycket snabbare spridning.

Karta över asien med cirklar i olika storlekar som symboliserar virusets utbredning.

Den 21 januari var en man från Hove, England, på en konferens för försäljare i Singapore. En av deltagarna kom från Wuhan i Kina. Engelsmannen, och det virus han nu bar på, åkte sedan på skidsemester i franska alperna. Där smittade han fem personer. Väl hemma i England gick han på den lokala puben där åtminstone fyra personer smittades.

Smittade utan symptom

I media har mannen kallats ”superspridare”, vilket syftar på personer som smittar utan att själva känna några symtom. Det var först sedan en av de andra deltagarna på konferensen bekräftats smittad som mannen testade sig.

Att människor kan vara smittade utan att ha några symtom är en av de faktorer som kan förvandla en epidemi till en pandemi.

– Varför vi fick stopp på SARS utbrottet 2003 var för att alla som blev infekterade fick symtom, säger Matti Sällberg. Det här kan antingen upphöra av sig själv som SARS eller utvecklas till en pandemi.

SARS dog ut av sig själv

SARS är en annan medlem i Coronafamiljen som spreds över världen 2003-2004. Totalt blev 8 000 smittade, varav 750 dog. Precis som under SARS-utbrottet arbetar forskarna nu med att ta fram ett vaccin mot den nya medlemmen i familjen Corona. Den gången hann forskarna inte längre än till fas 1, alltså ett första försök på människor, innan epidemin dog ut av sig själv.

person i skyddsdräkt och munskydd visar en plastpåse blodprover.

En anställd från Hongkou District Center for Disease Control & Prevention visar prover av fjäderfä som samlats in på en marknad i Hongkou District under fågelinfluensan.

Epidemi eller pandemi?

En epidemi är ett utbrott av en infektionssjukdom som snabbt sprider sig inom en viss grupp eller ett visst område. Smittan övergår till en pandemi när den sprids över stora delar av världen och drabbar en stor del av befolkningen i varje land. Under 1900-talet skedde tre pandemiutbrott; Spanska sjukan (1918-1920), Asiaten (1957-1958) och Hongkoninfluensan (1968-1970). 40 år senare drabbades mänskligheten av den senaste pandemin, Svininfluensan (2009-2010). I slutet av januari utlyste WHO ett internationellt nödläge på grund av det nya Coronaviruset, bland annat då utbrottet utgör ett hot för mer än ett land och kräver en internationellt samordnad insats. Än så länge har utbrottet inte klassats som en pandemi.

Hur snabbt det nya vaccinet tas fram beror delvis på ifall WHO klassar utbrottet som en pandemi. Världshälsoorganisationen har dragit lärdom av svininfluensan då de anklagades för att överdriva hälsohotet. Då tog vaccinationsplanen bara hänsyn till spridningen och inte allvaret i smittan.

Förutom i Sverige pågår forskning framför allt i Kina, USA och England. Åtminstone tre läkemedelsbolag är inblandade i arbetet; Glaxosmithkline, Johnson & Johnson och Sanofi.

Immunförsvaret minns och går till attack

Det finns i stort sett två metoder för att ta fram ett vaccin. En går ut på att odla viruset i cellkulturer. När man har en tillräcklig mängd avdödas smittämnet med värme, formalin eller strålning och sprutas in i kroppen där det triggar immunförsvaret. När det verkliga viruset försöker infektera celler minns immunförsvaret reaktionen och går till attack.

Den andra metoden, som Matti Sällberg och hans kollegor använder, fungerar enligt samma princip. Men istället för avdödade virus används virusets gener, framställda på syntetisk väg.

– Fördelen är att det går snabbare, säger Matti Sällberg.

Hur snabbt det kan gå är än så länge oklart. För svininfluensan tog det inte mer än ett par månader innan vaccinet kunde börja injiceras. Detta då viruset tillhörde influensafamiljen där det redan fanns en produktion med stora fabriker som odlar vaccin i ägg.

Alltid risk för biverkningar

För Coronavirus finns ingen produktionslina som kan ställas om, även om vissa lärdomar kan dras av arbetet med ett vaccin mot SARS utbrottet och MERS-Corona. Att ta fram själva vaccinet kan gå fort, ett par veckor har nämnts, men sedan ska det testas. Först på djur, sedan på människor.

– Det finns alltid risk för biverkningar, säger Matti Sällberg. Särskilt när man måste agera snabbt och inte hinner göra alla säkerhetstester.

Men Matti Sällberg är inte särskilt orolig för att vi kommer att få se nya utbrott av narkolepsi, eller andra kraftiga biverkningar.

Svininfluensan

Det första större utbrottet av svininfluensa upptäcktes i Mexiko i mars 2009. En månad senare hade smittan nått Europa. Den gången hade viruset förts över från grisar till människor, därav namnet. Den 11 juni samma år klassade WHO smittan som en pandemi. Elva dagar senare beställde Sverige 18 miljoner doser vaccin och på hösten 2009 inleddes en massvaccinering som tio år senare mest är känd för den sjukdom, narkolepsi, som drabbade cirka 500 barn och ungdomar.

– Det vaccin som först kommer att testas i fas 1 är sannolikt någon typ av genetiskt vaccin och där är risken för biverkningar av vad vi hittills sett små, säger Matti Sällberg.

Dessutom, menar han, är sambandet mellan vaccinet mot svininfluensan och i den vetenskapliga litteraturen inte är fullständigt.

– Vad man ofta glömmer är att influensan i sig kan orsaka narkolepsi och när man började vaccinera hade man samtidigt en spridning av infektionen. Men man skall vara helt klar med att allt som görs inom medicinen har risk för biverkningar. Dock är målet att nyttan alltd skall överväga eventuella risker och biverkningar.

Jakt på lindrande läkemedel

Samtidigt som forskare runt om i världen arbetar intensivt med att ta fram ett vaccin, försöker andra forskare hitta ett läkemedel som kan lindra symtomen. En av dem är Tomas Bergström, professor i klinisk mikrobiologi vid Göteborgs universitet.

– Det finns ju en stor marknad. Det är ingen som har överblick globalt men jag skulle tro att det är en ordentlig aktivitet hos läkemedelsbolagen och universiteten.

Klinisk prövning

Det företag som vill få ut ett läkemedel på marknaden måste först genomföra kliniska studier i tre olika faser. I fas 1, med ett begränsat antal deltagare, studeras läkemedlets säkerhet. Genom att långsamt höja dosen undersöks biverkningar och hur kroppen bryter ner och gör sig av med substansen. I fas 2 undersöks hur läkemedlet verkar på patienter som har det tillstånd eller den sjukdom som ska behandlas. Dosen testas och läkemedlet jämförs med befintliga behandlingar och placebo. I fas 3 fortsätter man att studera effektivitet och säkerhet, men nu med väsentligt större grupper, oftast ett par tusen patienter. Läkemedlet testas också under en längre period. Blir fas 3-studierna lyckade kan läkemedlet släppas ut på marknaden. Därefter inträder fas 4 görs nya studier för att kartlägga ovanliga biverkningar och studera säkerheten.

Det man hoppas få fram är ett läkemedel som liknar tamiflu, det som användes mot såväl fågelinfluensan som svininfluensan. Precis som för vaccinet är det oklart när ett läkemedel kan lanseras.

– Det finns inga tidsramar, säger Tomas Bergström. Men det handlar inte om månader utan tar längre tid. Det svåra är att undvika biverkningar, som är ett stor problem med läkemedel.

HIV-medicin i brist på annan

I brist på specifika läkemedel mot Covid-19 har läkare, bland annat i Thailand, använt andra antivirala läkemedel framtagna för att bekämpa HIV-infektioner. Något vetenskapligt stöd för att de existerande antivirala läkemedlen har effekt på Covida-19 finns dock inte, och nyligen varnade WHO för en ”infodemic” som kan resultera i att hiv-patienter blir utan medicin.

– Det gäller säkert andra läkemedel också, säger Charlotta Bergquist, gruppchef för infektionsgruppen på Läkemedelsverket. Det är ett stort problem med alla myter och rykten som sprids. Ingen kan rekommendera de här läkemedlen idag eftersom man inte vet om de fungerar. De studier som görs i Kina kan troligen ge svar inom ett par månader.

Tar tid att få fram ett vaccin

Charlotta Bergquist tror att ett läkemedel kommer att tas fram snabbare än ett vaccin.

– Att det skulle finnas ett vaccin ens inom ett år är osannolikt. Man kan inte skynda hur mycket som helst.

Även om alla studier görs enligt de regler som finns går det inte att försäkra sig om att vaccinet inte ger upphov till någon hittills okänd, sällsynt biverkan, som var fallet med vaccinet mot svininfluensan.

–Vi vet inte den exakta mekanismen bakom denna biverkning men sannolikt bidrog andra faktorer, förutom själva vaccinationen, till att framkalla narkolepsi. För att upptäcka en så sällsynt biverkning krävs mycket stora studier, vilka inte är möjliga att hinna genomföra vid en snabbt förlöpande pandemi.

Detta är coronaviruset

WHO har döpt det nya viruset till Covid-19. Viruset tillhör coronafamiljen som har en mängd olika virustyper. Endast ett fåtal kan smitta mellan djur och människor. Det finns sju coronavirus som kan ge upphov till sjukdom hos människor, fyra är vanliga och orsakar förkylning. I dagsläget ligger dödligheten för Covid-19 på 1-2 procent.

De senaste rapporterna om smittspridning finns på Folkhälsomyndighetens webb.

Text: Johan Frisk på uppdrag av forskning.se

Inlägget Jakten på vaccin mot Coronavirus dök först upp på forskning.se.

Läs mer

Ju mer socker desto färre vitaminer

Ju mer socker vi äter, desto färre vitaminer och mineraler får vi i oss, visar ny forskning från Lunds universitets Diabetescentrum. Men forskarna anser inte att deras studie ensam räcker som underlag för ändra dagens kostrekommendationer om hur mycket tillsatt socker vi bör äta.

– Vi har därför studerat vilken betydelse det tillsatta sockret har sett till den totala kostkvaliteten. Tillsatt socker finns inte naturligt i mat och dryck, det tillsätts under matlagningen, tillverkningen eller vid bordet av olika anledningar, och är därför inte nödvändig i vår kost, säger Esther González-Padilla, doktorand i forskargruppen nutritionsepidemiologi som leds av Emily Sonestedt.

Stämmer resultaten i nordiska länder?

Även om tidigare studier har funnit starka samband mellan ett ökat intag av tillsatt socker och minskat intag av vitaminer och mineraler (samtidigt som konsumtionen av energitäta livsmedel ökat) så saknas studier gjorda på vuxna som bor i de nordiska länderna. Syftet med den här studien har därför varit att undersöka förhållandet i den svenska befolkningen. Studien baseras på insamlad data från två stora befolkningsstudier: Riksmaten vuxna och Malmö Kost Cancer-studien.

Två stora befolkningsstudier

I den nationella undersökningen Riksmaten Vuxna deltog 1797 män och kvinnor mellan 18 och 80 år bosatta i Sverige mellan maj 2010 och juli 2011. Malmö Kost Cancer-studien, är en befolkningsstudie bestående av alla män födda mellan 1923 och 1945 och kvinnor födda mellan 1923 och 1950, totalt 12 238 deltagare, bosatta i Malmö perioden mars 1991 – oktober 1996. Tillsammans presenterar dessa två studier information om kostvanor i den svenska vuxna befolkningen över två decennier.

Hur mycket tillsatt socker varje individ åt uppskattades genom att mäta den totala mängden sockerarter (huvudsakligen glukos, fruktos och sackaros) i kosten som helhet och därefter dra ifrån mängden sockerarter från intag av frukt och bär, fruktjuice och grönsaker (de största källorna till naturligt förekommande socker). Energiintaget som utgjordes av det tillsatta sockret räknades ut och deltagarna delades in i sex grupper utifrån hur stor del av det totala energiintaget som kom från tillsatt socker: mindre än 5%E, 5-7,5 %E, 7,5-10 %E, 10-15 %E, 15-20 %E, eller mer än 20%E.

– Gränserna har valts för att kunna jämföra resultaten med redan existerande rekommendationer för intag av tillsatt socker, förklarar Esther Gonzáles-Padilla.

Liten men intressant minskning

Därefter jämförde de med intaget av nio olika mikronutrienter; kalcium, folat, järn, magnesium, kalium, selen, vitamin C, vitamin D och zink. Forskarna observerade ett omvänt förhållande mellan intaget av tillsatt socker och det dagliga intaget av alla nio vitaminer och mineraler i båda grupperna; ju mer tillsatt socker deltagarna åt, desto mindre vitaminer och mineraler åt de.

– För att kunna fastställa en övre gräns för intag av tillsatt socker måste intaget av vitaminer och mineraler samtidigt minska betydligt, vilket vi inte kunde se i vår studie. Men även om den här studien inte ensam räcker för att ändra rekommendationerna, är den ett värdefullt bidrag till den samlade vetenskapen som ligger till grund för ändrade kostrekommendationer i framtiden, säger Esther González-Padilla.

Vetenskaplig artikel:

Association between added sugar intake and micronutrient dilution: a cross-sectional study in two adult Swedish populations

Text: Sara Liedholm

Artikeln är tidigare publicerad i Vetenskap & hälsa

Inlägget Ju mer socker desto färre vitaminer dök först upp på forskning.se.

Läs mer

Posted in BMI