Samfara geysihröðum tækniframförum í sameindalíffræði, erfðatækni og í meðhöndlun viðamikilla erfðafræðilegra gagna hafa opnast nýir möguleikar á að afla gagna um erfðamengi lífvera og tjáningu gena. Tjáning gena á fósturskeiði er afar áhugaverð sér í lagi vegna þess að mörg lykileinkenni koma fram snemma m.a. vistfræðilega mikilvæg einkenni er varða fæðuöflunarfæri og hreyfifæri.Frá sjónarhóli þróunarfræði er mjög mikilvægt að öðlast skilning á því hvort og þá hvernig breytileiki í byggingu eða virkni tiltekinna þroskunargena kemur fram í svipfari (byggingu líkamshluta, lífeðlisfræði eða atferli) og hvernig náttúrulegt val og aðrir þróunarkraftar geta verkað á slík gen.
Heiti verkefnis: Endurtekin mynstur þróunar höfuðbeina bleikju - erfðir og þroskunarfræðileg gangvirki
Verkefnisstjóri: Sigurður S. Snorrason, Líffræðistofnun Háskóla Íslands
Tegund styrks: Öndvegisstyrkur
Styrkár: 2010-2012
Fjárhæð styrks. 48,572 millj. kr. alls
Tilvísunarnúmer Rannís: 100204
Vistfræðilegar rannsóknir hafa sýnt að í íslenskum vötnum hafa stofnar bleikju þróast hratt frá lokum síðustu ísaldar og fram hefur komið óvanalega mikill breytileiki í stærð, útliti og lifnaðarháttum og algengt er að finna mismunandi afbrigði í sama vatninu. Eitt besta dæmið um slíkt eru bleikjuafbrigðin fjögur í Þingvallavatni. Það vekur athygli hversu stuttan tíma þetta hefur tekið og að iðulega virðist þróunin vera sambærileg í sambærilegum vistkerfum, t.d. er algengt að finna dvergvaxnar bleikjur í ferskvatnslindum eldvirka beltisins. Í rannsóknum okkar erum við að nýta okkur þau tækifæri sem felast í þessari stóru „náttúrulegri tilraun“ sem bleikjan á Íslandi hefur farið í gegnum til þess að leita svara við ýmsum grundvallarspurningum er tengjast tilurð og viðhald fjölbreytileika.
Öndvegisverkefnið snýst um að kanna að hve miklu leyti og hvernig má rekja náttúrulegan breytileika í höfuðbeinum og vöðvum mismunandi bleikjuafbrigða til mismunandi tjáningar gena snemma á þroskaferlinum. Með dýpri skilningi á þeim þroskunarferlum sem búa að baki ofangreinds breytileika vonumst við til að geta fundið og skilgreint kerfi þroskunargena sem eru í lykilhlutverki í þróun mismunandi afbrigða bleikjunnar.
Rannsóknir okkar byggja mikið á raðgreiningu svo kallaðs tjáningarmengis, en með því má í raun mæla tjáningu allra gena sem eru virk í sýni sem tekið er á tilteknum tímapunkti þroskaferils. Við höfum nú yfir að ráða tjáningarmengi fyrir fjögur þroskastig þriggja bleikjuafbrigða úr Þingvallavatni auk eldisbleikju frá bleikjukynbótastöðinni að Hólum í Hjaltadal. Í hverju sýni er um að ræða gríðarlegan fjölda virkra gena og því um afar viðamikil og verðmæt gögn að ræða. Fyrstu skimanir þessara gagna hafa leitt í ljós mikinn fjölda áhugaverðra gena sem eru breytilega tjáð m.t.t. afbrigða og þroskunarskeiða. Við erum nú að rannsaka nánar hlutverk valinna gena með það að markmiði að greina hvort og þá hvernig þau tengjast mismunandi þroskun sköpulags hjá bleikjuafbrigðunum.
Segja má að sú innsýn sem verkefnið hefur þegar veitt okkur opni margar leiðir til áframhaldandi rannsókna, m.a. rannsóknir sem miða að því að skilgreina stýrikerfi þroskunar mismunandi hluta fæðuöflunarfæra, nánar tiltekið; hvaða gen koma við sögu, hvað stjórnar staðbundinni virkni þeirra í fóstrum, hver áhrif þeirra eru á önnur gen. Þá munum við leggja mikla áherslu á að finna þann erfðabreytileika sem tengist tilteknum mismun á tjáningu en með slíka vitneskju að vopni má kortleggja breytileikan innan og milli stofna bleikju á landinu. Verkefnið hefur nú þegar getið af sér nokkrar umsóknir um frekari rannsóknir.
Að því marki sem verkefnið nær að opna okkur dyr að því gangvirki þroskunar sem getur skýrt fjölbreytileika í sköpulagi og stærð bleikju hefur það ótvírætt vísindalegt gildi. Þessir þættir tengjast
báðir lifnaðarháttum og möguleikum tegundarinnar í náttúrunni og í ræktun til manneldis. Á víðari grunni erum við að leggja til þekkingu er snertir spurningar er varða tilurð og viðhald fjölbreytileika í náttúrunni almennt. Þá má telja líklegt að þekking sú sem aflast um stjórn þroskunar í bleikjunni geti einnig gagnast í læknavísindum því margt er skylt með stýrikerfum þroskunar hjá hryggdýrum.
Verkefnið hefur auk ofangreindra gagna gefið af sér eftirfarandi afurðir:
1) 2 útgefnar greinar í alþjóðlegum vísindaritum:
2) Nokkrar námsritgerðir BS. nema og erlendra skiptinema:
3) Framlög á alþjóðlegum ráðstefnum og vinnufundum
Auk ofangreinds skal nefna eftirfarandi afurðir:
1) Tilbúin handrit
2) Nokkur handrit í lokavinnslu
3) Doktorsgráður (áætluð lok)
jan., feb., mar., apr., maí, jún., júl., ágú., sep., okt., nóv., des.
jan., feb., mar., apr., maí, jún., júl., ágú., sep., okt., nóv., des.
jan., feb., mar., apr., maí, jún., júl., ágú., sep., okt., nóv., des.
jan., feb., mar., apr., maí, jún., júl., ágú., sep., okt., nóv., des.
