Videnskabet: Magiske historier fra genetikkens univers

De fleste har en mere eller mindre veldefineret forestilling om hvilken rolle genetikken spiller. Man kan sige sådan noget som: ‘hun er lige så stædig som sin far’ eller ‘hun har arvet sin mors brune øjne’. Dermed har man forholdt sig til at specifikke egenskaber nedarves fra generation til generation. Det er vores arvemateriale – eller mere specifikt generne i arvematerialet – der har indflydelse på hvordan egenskaber kommer til at se ud i næste generation.

Med den teknologiske udvikling der er sket inden for det molekylærgenetiske område de seneste cirka 20 år, er forskningen nu nået så langt at man på det nærmeste kan læse i arvematerialet som man læser i en bog. Der er blot den hage ved det at bogen er skrevet i et meget vanskeligt tilgængeligt sprog, og den er desuden så lang at det vil tage en person der kan præstere 100 anslag i minuttet, 57 år at skrive den. Det siger således sig selv at det ikke er en helt simpel sag at finde frem til hvilke specifikke komponenter i arvematerialet der styrer de individuelle egenskaber, men det er hvad genetisk forskning drejer sig om.

Gravhunde med diskusprolaps
Overordnet set er de bøger der beskriver de forskellige pattedyrs arvemateriale, meget sammenlignelige. Vores husdyrpopulationer udgør en enestående ressource til at fortolke det sprog som arvematerialet er skrevet i. Tænk for eksempel på de forskellige hunderacer og den store variation der er mellem de enkelte racer: Der er iøjnefaldende forskelle i størrelse, og der er store forskelle på deres egenskaber. Nogle er gode til jagt; andre er gode vagthunde, og atter andre er gode hyrdehunde.

Disse forskelle er etableret på baggrund af kraftig udvælgelse inden for relativt få individer. Det samme kendetegner de forskellige racer der findes hos vores produktionsdyr som grise og køer. Den måde racerne er etableret på, bevirker at den genetiske kompleksitet inden for den enkelte race er langt mindre end den er hos mennesker. Det er derfor nemmere at fortolke dyrenes arvemateriale end menneskets eller sagt med andre ord: Det er nemmere at identificere de enkelte ord/gener og finde sammenhængen mellem dem når man studerer husdyrenes arvemateriale.

Da dyr og mennesker stort set har de samme gener, får man implicit noget at vide om menneskers gener ved at studere dyr. Den argumentation har vi brugt til at overbevise den europæiske kommission om at hunde kan udnyttes som en genetisk ressource. Vi har fået etableret et stort forskningsprojekt der sigter mod at anvende nogle af de arvelige sygdomme man ser inden for de forskellige hunderacer som model for tilsvarende sygdomme hos mennesker. Projektet bidrager til forskningen inden for det område der kaldes Translational medicine. Det har blandt andet fokus på hjerte-karsygdomme, epilepsi og cancer, men også en række andre lidelser.

Projektet startede i januar i år, så der er endnu ikke mange konkrete resultater. Men vi er allerede tæt på at have karakteriseret et gen hos belgiske hyrdehunde der har indflydelse på udvikling af epilepsi. Et af de projekter jeg regner med vil give resultater inden for det kommende år, drejer sig om diskusprolaps – en sygdom der er studeret indgående fra klinisk side hos hunde gennem mange år, og som har vist sig at have en høj arvelighed hos gravhunde. Hos denne race optræder diskusprolaps både hos hunde af standardstørrelse og hos dværg-gravhunde. Under de indledende undersøgelser har vi fundet et gen der potentielt er af betydning for om en hund bliver standard eller dværg.

Denne problemstilling kan lyde som en kuriositet, men ikke desto mindre er sådan en opdagelse med til at kaste nyt lys over hvilken betydning et specifikt gen har. Det egentlige formål med EU-projektet er naturligvis at finde genetiske komponenter af betydning for udvikling af de forskellige sygdomme der er fokus på. En sådan viden kan danne grundlag for mere effektiv forebyggelse og behandling hos mennesker og danne grundlag for at forbedre avlen hos hunde.

Stamtyr med gode gener
Den kraftige udvælgelse vi udsætter vores husdyrpopulationer for, kan have nogle uheldige produktionsøkonomiske følgevirkninger. Det forholder sig inden for malkekvægproduktionen sådan at nogle af de bedste tyre bliver fædre til flere hundrede tusinde sønner og døtre. Det er naturligvis ikke hensigtsmæssigt hvis en sådan tyr videregiver uheldige egenskaber. Det sker imidlertid af og til. Vi har inden for det seneste år arbejdet på at finde årsagen til en defekt der giver sig til kende ved dårlig frugtbarhed og fødsel af dødfødte kalve med fejl fortrinsvis i relation til udvikling af rygsøjlen. Denne defekt kaldes brachyspina syndrome, og den er af stor økonomisk betydning fordi det defekte gen er spredt i populationen af en meget benyttet tyr.

Vi er nu kommet så langt at vi har etableret en dna-test der kan udpege dyr med uheldige arveanlæg. En sidegevinst ved denne forskning er at vi kan etablere ny viden om et arveanlæg der indtil videre er meget lidt viden om, og som er af stor betydning for fosterudviklingen. Jeg vil tro at nogle af de der kender mig, vil undre sig over hvorfor historierne har handlet om køer og hunde og ikke om grise. Min forskergruppe har nemlig gennem en længere periode primært beskæftiget sig med grisen og bidraget til etablering af mange af de grundlæggende molekylærgenetiske redskaber der er nødvendige i relation til dette arbejde og har bidraget til sekventering af grisens arvemateriale. Når man er god til at arbejde med arvematerialet hos et pattedyr, kan man også arbejde med arvematerialet hos et andet, og nu da de molekylærgenetiske redskaber er etableret hos flere husdyr, har vi overskud til at arbejde med flere forskellige dyrearter.

I relation til grisen arbejder vi tæt sammen med erhvervet på flere projekter der drejer sig om at forbedre grisens sundhed og nedbringe brugen af antibiotika. Det projekt vi er kommet længst med i denne sammenhæng, er et projekt der drejer sig om coli-diarré forårsaget af en bestemt coli bakteriestamme. Normalt forbinder man ikke infektionssygdomme så entydigt med genetik, men i forhold til denne coli-infektion har vi etableret en dna-test der kan differentiere mellem grise hvori bakterien er i stand til at opformere sig i tarmen og grise hvori bakterien ikke kan opformere sig. Sidstnævnte er resistente overfor bakterien, og testen kan således bruges til at selektere avlsdyr der vil producere resistente smågrise. Testen er blevet brugt i den danske svineproduktion inden for de seneste år.

Gris med rygerlunger
Jeg vil også gerne fremhæve et andet griseprojekt som sigter mod at anvende grisen som model. Grisen er nemlig specielt velegnet til at få funktionelle oplysninger fra der kan bruges inden for det humanmedicinske område. Grise ligner mennesket meget fysiologisk og anatomisk. Den model vi er ved at etablere, kan potentielt anvendes til afprøvning af farmaceutiske præparater til behandling af rygerlunger. Vi har etableret en forsøgsbesætning som spontant udvikler de samme defekter i lungerne som man ser hos mennesker med rygerlunger, og vi er ved at identificere de genetiske komponenter der er årsag til at defekten opstår.

Jeg håber at de forskellige historier fra genetikkens univers afspejler at der ikke er langt fra grundforskning til anvendt forskning inden for det genetiske felt. Jeg er imidlertid ikke sikker på at det er blevet helt klart hvad det er jeg finder magisk ved genetikkens univers: Det jeg gerne vil have jer til at se det magiske i, er at man ved fornuftig anvendelse af genetiske værktøjer kan slå ned på nøjagtig den linje i genetikkens grundbog som er af betydning for en given egenskab. I forbindelse for eksempel med historien om defekten hos kvæg havde vi som udgangspunkt ikke nogen som helst teori om hvad det var for et gen der var defekt – vi havde ingen idé om hvor i bogen vi skulle begynde at læse.

Ved hjælp af genetiske metoder er det alligevel ret hurtigt lykkedes at identificere lige præcis den linje som er ansvarlig for defekten i den fantastisk lange bog som arvematerialet er skrevet i. Den biologi og de teknologier der ligger bag er temmelig indviklet, så for at dette ikke skal blive en alenlang udredning, vil jeg foreslå at I betragter det som magi at det kan lade sig gøre at identificere netop den linje der er aktuel for en given egenskab. Med de nyeste high-through-put teknologier som vi har fået til vores rådighed inden for de seneste år, har vi indtil videre kun set toppen af isbjerget i forhold til hvad genetisk forskning kan bringe.