Forskarprofilen: Siv Andersson

Ny genteknologi avslöjar bakteriers evolution

De senaste årtiondenas tekniska utveckling har banat vägen för möjligheterna att kartlägga arvsmassan hos alla levande varelser. Genom att studera den genetiska koden hos mikroorganismer som anpassat sig till människor, djur och växter fogas ytterligare bitar till pusslet. Nya DNA-sekvenseringstekniker leder Siv Andersson, professor i molekylär evolution, till revolutionerande upptäckter om bakteriers ursprung och utveckling.

Vad avgör sjukdomars uppkomst och förlopp? Decenniers kartläggning av bakteriers arvsmassa sprider ljus över den viktiga roll bakterier spelar för miljö och hälsa. Med djupare kunskap om de bakterier som orsakar sjukdomar hos människor och djur kan vi diagnosticera, bota och förutspå epidemiska utbrott i framtiden, säger Siv Andersson.   

- Jag vill förstå bakteriers ekologiska och evolutionära historia. Varifrån kommer de och hur sprids de sjukdomsalstrande bakterierna i naturen? Många av dem kommer från början från bakterier som har anpassat sig väl till andra djurgrupper. Där orsakar de inga sjukdomar, men så överförs bakterierna till människan med hjälp av insekter eller fästingar och vips drabbas vi av olika infektionssjukdomar.

Hennes forskargrupp på Biomedicinskt centrum har utforskat arvsmassan hos bland annat tyfusbakterien. Arvsmassan var den första i Sverige att fullständigt kartläggas, och resultatet publicerades i tidskriften Nature 1998. Idag ligger fokus på att omvandla den kunskap hon byggt upp om bakteriers arvsmassor till praktisk nytta.

- Under lång tid har jag forskat på bakterier som interagerar med människor, djur, insekter och andra typer av celler. En del är farliga, andra inte alls, och åter andra är helt nödvändiga för sin värd - ja det finns alla varianter på det. Var ligger skillnaden mellan en livsfarlig och en nödvändig bakterie?

Forskargruppen har studerat en av dessa bakteriegrupper, Bartonella, som isolerats från såväl människor, hundar, katter och kor som möss, älgar och kängurur. För att hitta orsaken till bakteriens världsomfattande utbredning studerar Siv Andersson nu en släkting som finns i myror. Hon påpekar att det är många faktorer som avgör ifall bakterierna lyckas etablera sig hos människan.

-Människans egen arvsmassa spelar stor roll för om man är mottaglig för de här infektionerna. Bakterierna kan ta sig in ganska lätt, men om de överlever och hur förloppet blir därefter hänger mycket på immunförsvaret. Det beror också på deras möjligheter att sprida sig mellan människor via luft, vatten, mat eller insekter. Här spelar de hygieniska faktorerna i miljön stor roll.

En grupp av bakterier som tros gynna sina värdar är laktobaciller som hör till gruppen mjölksyrebakterier. Forskare i Lund har isolerat laktobaciller från bins honungsmagar. Ett nyligen etablerat samarbete med Siv Anderssons grupp har bidragit till en förståelse för hur mjölksyrebakteriernas arvsmassor utvecklats och anpassats till sin livsmiljö.

- Dessa bakteriers arvsmassor har en unik struktur. De gener som behövs för det vi kallar hushållsarbetet, att göra nya celler och sköta om allt inuti cellen, ligger i ena hälften av arvsmassan. De gener som behövs för att interagera med omgivningen ligger däremot i den andra hälften, säger hon.

- Där utsöndras också produkter som man tror kan slå ut konkurrerande bakterier. På sikt kan man kanske hitta nya alternativ till antibiotika hos dessa bakterier.

Många bakterier med extremt små arvsmassor kan inte odlas i laboratoriemiljö, berättar Siv Andersson. Nyckeln till studier av dessa bakterier stavas singelcell-genomik.

- Numera räcker det med en enda bakteriecell för att kartlägga stora delar av arvsmassan. Ville man förr studera bladlusbakterier var man tvungen att samla flera tusen bladlöss, dissekera dem under mikroskop och plocka ut bakterierna från var och en för att få tillräckligt med material för att bestämma arvsmassan.

Vid SciLifeLab på BMC finns såväl avancerad utrustning för DNA-sekvensering som expertis för hantering och analysering av data. Bioinformatikplattformen ingår i en större satsning på en nationell infrastruktur finansierad av Knut & Alice Wallenbergs Stiftelse, Vetenskapsrådet och SciLifeLab.

- Här finns en pool med kunniga personer som deltar i projekt över hela landet. Det kan ta tio år att utbilda en riktigt bra bioinformatiker. Deras expertis behövs för att sammanställa och analysera dagens stora datamängder, och få fram svar på komplexa, biologiska frågeställningar.

Anneli Björkman

Vi bygger hela tiden på med fler porträtt av våra forskare där de berättar om sin forskning och där man även får en känsla för människan bakom forskningen.

Se alla forskarporträtt