Klasson labb

Forskningen i min grupp är inriktad på symbiotiska bakterier som lever inuti eukaryota celler. Våra huvudsakliga intressen är att ta reda på hur dessa förhållanden påverkar genomets evolution, bestämma genetiska faktorer som är inblandade i värdinteraktioner och utforska mångfalden av symbiotiska bakterier i naturen. Vi använder främst genomik tillsammans med jämförande genomanalyser för att besvara dessa frågor.

Samverkan

Kostas Bourtzis, University of Western Greece, Greece
Siv Andersson, Uppsala University, Sweden
Wolfgang Miller, Medical University of Vienna, Austria
Yuval Gottlieb-Dror, The Hebrew University of Jerusalem, Israel
Olle Terenius, Swedish University of Agricultural Sciences, Sweden
Julie Dunning-Hotopp, IGS, University of Maryland School of Medicine, USA

Populärvetenskaplig presentation

Mikroorganismer som inte kan odlas på plattor eller i rena kulturer utgör en stor del av biomassan och den genetiska mångfalden på jorden, men på grund av svårigheterna att studera dem har de ofta förbisetts eller förblivit oupptäckta. Bland denna grupp finns mikroorganismer som lever is symbios med flercelliga djur och växter, varav många har visat sig ha stor inverkan på både sjukdom och hälsa hos sina värdorganismer.

En djurgrupp där nära förhållanden med mikroorganismer är vanliga är insekter, som är den djurgrupp med flest beskrivna arter på jorden. Deras framgång kan till viss del förklaras med att de har lyckats anpassa sig till ovanliga och näringsfattiga dieter, såsom blod och växtsav, med hjälp av de mikrober som lever inuti dem. En del av dessa symbionter är därför helt nödvändiga för värdens överlevnad, men för många andra vet vi ännu ingenting om vad de gör i sin värd.

I vår forskning studerar vi bland annat den symbiotiska bakterien Wolbachia som bor inne i cellerna hos många olika insektsarter och påverkar deras fortplantning på olika sätt. Wolbachia kan till exempel omvandla hanar till honor, selektivt döda manliga embryon och framkalla asexuell fortplantning så att endast kvinnlig avkomma produceras. Varför? Eftersom Wolbachia endast överförs från honornas äggcell till avkomman måste Wolbachia infektera honor för att kunna överleva och spridas. För att förhindra att icke-infekterade avkommor produceras, kan Wolbachia även sterilisera infekterade hanar om de försöker att para sig med en oinfekterad hona. Denna sterilitetseffekt kallas cytoplasmatisk inkompatibilitet (CI), och är i fokus för en stor del av vår forskning eftersom ett av våra mål är att ta reda på vilka Wolbachia-gener som orsakar CI.

För att nå detta mål och lära oss mer om den naturliga mångfalden av symbiotiska bakterier, sekvenserar vi arvsmassan från många olika Wolbachia-stammar och andra bakterier som lever i insekter och leddjur och jämför dem med varandra. Med denna metod kan vi lära oss mer om hur dessa bakterier har anpassat sig till att leva i symbios och förhoppningsvis förstå hur de påverkar sin värd.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis aute irure dolor in reprehenderit in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla pariatur. Excepteur sint occaecat cupidatat non proident, sunt in culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.

Forskning

Min forskning fokuserar på symbiotiska bakterier som inte kan leva utanför en eukaryot värdcell. Mina huvudintressen är att ta reda på hur dessa nära förhållanden påverkar arvsmassan, bestämma vilka genetiska faktorer som är inblandade i värdinteraktioner och utforska mångfalden av symbiotiska bakterier i naturen. Jag använder oftast sekvensering och jämförande genomik för att försöka besvara dessa frågor.

Wolbachia

Wolbachia är en bakterieart som består av endast en erkänd art, Wolbachia pipientis, med flera divergernta supergrupper. Alla medlemmar är intracellulära endosymbionter som infekterar ryggradslösa djur, och det har uppskattats att så många som 60% av alla insektsarter på jorden är infekterade av Wolbachia. Infektionen överförs normalt sett från mor till avkomma och Wolbachia har utvecklat minst fyra olika sätt att manipulera fortplaningen hos sin värd i syfte att öka antalet infekterade honor i en population. Den vanligaste uttryckta fenotypen är cytoplasmtisk inkompatibilitet (CI) som resulterar i embryonal död i korsningar mellan oinfekterade honor och infekterade hanar. De infekterade honorna får härmed en reproduktiv fördel framför de oinfekterade honorna i en population och CI kan således leda till spridning av Wolbachia in i en tidigare oinfekterad population. Dessutom kan dubbelriktad CI uppstå om honan och hanen är infekterade med olika Wolbachia stammar och har föreslagits vara en möjlig orsak till artbildning hos värden och kan även utnyttjas som en metod för biologisk bekämpning av sjukdomsbärande insekter. Än så länge är den underliggande molekylära mekanismen för CI och de genetiska faktorer hos Wolbachia som är inblandade i denna fenotyp okända.

För närvarande arbetar vi med flera genomprojekt där vi sekvenserar Wolbachia-stammar som infekterar olika Drosophila arter i syfte att fastställa de evolutionära mekanismer som är inblandade i att forma deras arvsmassa och bestämma de genetiska faktorerna som är involverade i fenotypisk expression. Vi tittar även på vilken effekt Wolbachia har på genuttrycket i värden genom att använda RNAseq.

Diversitet av symbiotiska bakterier

En djurgrupp där nära förhållanden med mikroorganismer är vanliga är insekter, som är den djurgrupp med flest beskrivna arter på jorden. Deras framgång kan till viss del förklaras att de har lyckats anpassa sig till ovanliga nischer och näringsfattiga dieter, såsom blod och växtsav, med hjälp av de mikrober som lever inuti dem. En del av dessa symbionter är därför helt nödvändiga för värdens överlevnad, men för många andra vet vi ännu ingenting om vad de gör i sin värd.

Vi har ett arbetsflöde där vi går från att samla in enstaka insekter till att sekvensera deras symbionter med enkla laboratoriemetoder och helgenomsamplifiering. Denna metod gör det möjligt för oss studera den endosymbiotiska mångfalden från många olika insektsarter och från sällsynt eller dissekerat material. Det övergripande målet är att studera mångfald och genomevolution i symbionter, och om möjligt, få en förståelse för vad de gör.

För detta ändamål, letar vi efter samarbetspartners som antingen har intressanta symbionter de vill sekvensera, eller som vill samla in insekter för screening och sekvensering.