”Genetik är enkelt, det är bara fyra bokstäver*”

Text: Sofia Bureborn Publicerad: 19 april 2018
– Det som är svårt, och som gör allt så mycket mer komplext och spännande, är ekologin. Så beskriver Anti Vasemägi, ny professor på institutionen för akvatiska resurser, sitt forskningsfält: ecological genomics. En relativt ny och snabbt växande disciplin som försöker förstå de genetiska mekanismerna bakom organismers anpassning till sin livsmiljö.

Ta till exempel fiskar som lever i Sveriges så vanliga dystrofa sjöar, alltså näringsfattiga sjöar med surt och mörkt humusrikt vatten där siktdjupet ofta är mindre än en meter.

Anti Vasemägi. Foto: privat

– Vi har studerat abborrar i den här extrema miljön och har bland annat sett att fiskarna tycks ha större ögon än abborrar som lever klara sjöar. De har anpassat sig för att se bättre i det mörka vattnet. Genom att kartlägga hela arvsmassan försöker vi hitta mekanismerna bakom de här förändringarna. Jag är speciellt intresserad av att förstå relationen mellan fenotyp och genotyp (se faktaruta) och hur den ständigt pågående evolutionen och det naturliga urvalet påverkar fysiologiska egenskaper i realtid, säger Anti Vasemägi.

Stark forskningsmiljö

Från och med mars är han professor i ett nytt ämne vid SLU: fiskbiologi med inriktning populationsstruktur och genetik. SLU är dock inte okänt för honom. Han doktorerade 2005 vid institutionen för vattenbruk i Umeå med en avhandling om laxens evolutionsgenetik. Därefter har han dels varit knuten till Estonian University of Life Sciences i Tartu, men haft sin huvudsakliga anställning vid Åbo universitet. Tack vare en femårig så kallad academy fellowship funding har han byggt upp en stark forskningsmiljö med fyra doktorander och två post-docs.

– Jag vet hur krävande men också roligt det är att bygga upp en forskargrupp och ett lab. Jag ser verkligen fram emot att göra detsamma på SLU, och utveckla verksamheten vid vårt fiskgenetiska laboratorium. På institutionen för akvatiska resurser finns bred kompetens inom fiskekologi och akvatisk ekologi och en omfattande datainsamling och miljöanalys vilket ger fantastiska möjligheter att kombinera populationsgenetik med ekologi.

Apatiska fiskar

På institutionen bedrivs bland annat forskning om hur klimatförändringar påverkar ekosystem och fisksamhällen, ett ämnesområde som även Anti Vasemägi brinner för. Just nu söker han ytterligare finansiering för studier av parasitsjukdomen PKD (proliferativ njurinflammation) som främst drabbar laxfiskar. Infekterade fiskar får en inflammatorisk reaktion i njurarna, fiskarna blir apatiska, deras buk och gälar svullnar upp och blodet är inte längre livskraftigt rött utan svagt rosa.

– Sjukdomen orsakas av en parasiterande manet med en helt fascinerande livscykel. Som mellanvärd har den ett illaluktande mossdjur som i princip finns i alla vattenområden. Trots det kan sjukdomen drabba väldigt många fiskar i ett vattendrag, men inte finnas alls i vattendraget strax intill. Det är ett enigma som jag gärna vill studera.

Parasitsjukdomen har även tydliga kopplingar till vattentemperaturen. Risken för sjukdomsutbrott liksom dödligheten ökar ju varmare vattnet blir.

– Med tanke på klimatförändringarna så tror vi att sjukdomen kommer att bli vanligare i framtiden. Genom att analysera både historiskt och nutida DNA från öring vill jag försöka förstå genetikens betydelse för den här sjukdomen som anses vare en av de allvarligaste parasitsjukdomarna hos lax och som dödar både odlade och vilda fiskar, säger Anti Vasemägi.

* A (adenin), G (guanin), C (cytosin), T (tymin). De molekylära byggstenar som tillsammans bildar DNA.

Fakta

Genotyp och fenotyp


  • Genotyp + miljö = fenotyp.
  • Genotyp: en individs genetiska uppsättning.
  • Fenotyp: de observerbara egenskaperna hos en organism, till exempel en blommas färg eller ett djurs beteende. Fenotypen bestäms av ett samspel mellan våra gener och olika miljöfaktorer.

 

Summary in English

“Genetics are simple – it’s only four letters*”

“The ecology is what makes it difficult but also much more complex and exciting.” That is how the new professor at the Department of Aquatic Resources, Anti Vasemägi, describes his field of research: ecological genomics. It’s a relatively new and quickly expanding discipline that aims to understand the genetic mechanisms of how organisms adapt to their habitat.

For example, take fish that live in Sweden’s common dystrophic lakes, i.e. nutrient-poor lakes with acid and dark humus-rich water where the water transparency is often less than a metre.

“We have studied perch in this extreme environment and have, among other things, seen that the fish seem to have larger eyes than perch that live in clear lakes. They have adapted to see better in the dark water. By mapping all the genomes, we try to find the mechanisms behind these changes. I’m especially interested in understanding the relationship between phenotypes and genotypes (see box) and how steadily ongoing evolution and natural selection affect physiological characteristics in real time,” states Anti Vasemägi.

As of March, he is professor of a new subject at SLU: fish biology specialising in population structure and genetics. However, he is not new to SLU. He took his doctorate in 2005 at the Department of Wildlife, Fish and Environmental Studies in Umeå. His dissertation was about the evolutionary genetics of salmon. After that, he was affiliated with the Estonian University of Life Sciences in Tartu but was primarily employed by the University of Turku. Thanks to academy fellowship funding, he has built a strong research environment with four doctoral students and two post-docs.

“I know how demanding, but also fun, it is to build a research group and a lab. I really look forward to doing the same at SLU, and to develop operations at our Fish Genetics Laboratory. At the Department of Aquatic Resources, there is broad expertise in fish biology and aquatic ecology. There is also a substantial data collection as well as EMA, which gives us great opportunity to combine population genetics with ecology.”

Among other things, the department conducts research on how climate change affects ecosystems and fish communities – Vasemägi is passionate about these things, too. At the moment, he is looking for further funding in order to study the parasite disease PKD (Proliferative Kidney Disease) that primarily affects salmonids.. Infected fish get an inflammatory reaction in their kidneys which makes them apathetic, their stomachs and gills swell up and their blood is no longer viably red but a light shade of pink.

“The disease is caused by a type of parasitic jellyfish with a fascinating life cycle. Its intermediate host is a smelly bryozoan that lives in basically all areas with water. Despite this, the disease can affect many fish in a watercourse, but be non-existent in other close watercourses. It’s an enigma I would love to study.”

The parasitic disease is also clearly connected to water temperature. The outbreak risk, as well as mortality, increase the warmer the water is.

“Considering climate change, we believe this disease will become more common in the future. By analysing both historical and current DNA from brown trout, I want to try to understand how genetics affect this disease, which is considered one of the most serious parasitic salmonid diseases. It kills both farmed and wild fish,” explains Anti Vasemägi.

* A (adenine), G (guanine), C (cytosine), T (thymine ). The molecular building blocks that together create DNA.

  • Genotype + environment = phenotype.
  • Genotype: an individual’s genetic design.
  • Phenotype: the observable characteristics in an organism – e.g. the colour of a flower or an animal’s behaviour. Phenotypes are determined through interaction between our genes and various environmental factors.
19 april 2018 5

Twitter

Penningregn över innovatörer! https://t.co/3SDdZFXtfM https://t.co/4vqklvMz0G @_SLU via Twitter 2 dagar sedan
Smedjeveckan - populärvetenskap vid SLU i Skara https://t.co/n51S8Xm46I https://t.co/maSh9Rnbzl @_SLU via Twitter 2 dagar sedan
Pressinbjudan: H.K.H. Prins Carl Philip inviger nytt stall utanför Skara https://t.co/6sEDgZexnQ https://t.co/LZ5L457BPS @_SLU via Twitter 3 dagar sedan
Vad säger forskningen om olika sätt att förebygga rovdjursangrepp på boskap? Tjugoen forskare från 10 länder har gr… https://t.co/7pANetTETp @_SLU via Twitter 4 dagar sedan
Tuffa åtgärder krävs för att stoppa puckellaxen https://t.co/M6mXfm4IrB @_SLU via Twitter 5 dagar sedan
Pressinbjudan: Matproduktion i städer och prisutdelning i Sveriges största innovationstävling… https://t.co/Vf1gisuByz @_SLU via Twitter 5 dagar sedan