Nytt ljus på den mörka eukaryotiska cellens ursprung
- Diarienummer
- FFL12-0024
- Start- och slutdatum
- 140101-191231
- Beviljat belopp
- 9 700 000 kr
- Förvaltande organisation
- Uppsala University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Den eukaryota cellens ursprung representerar ett enigmatiskt, men svårlöst, evolutionärt pussel. Medan bevisen för att basen för eukaryota cellers ursprung grundar sig i en fusions-liknande modell är betydande, så är uppkomsten av typiska eukaryota egenskaper så som cellkärna och andra membraninslutna system dåligt förstådda, och under debatt. Även om större eukaryoter så som växter, djur och svampar dominerar det visuella landskapet så är det bland mikrobiella celler, protister, som den största diversiteten går att hitta. Genom att utforska den tidigare ej kartlagda genomiska diversiteten bland protister så finns potential att upptäcka ledtrådar till eukaryota cellers ursprung och evolutionära historia. Hittills har sådana studier inte varit möjliga att genomföra på grund av biologiska och tekniska hinder. I detta forskningsförslag så kommer jag att använda mig av ny kultur-oberoende metodik vilken överkommer de tidigare hindren, och vilken kommer att ge sekvensdata från individuella protistceller. Den genererade datan kommer att analyseras med avancerad fylogenetiska och jämförande genomiska metoder. Den föreslagna studien förväntas ge (i) betydande insikter om evolutionen av den eukaryota gensamlingen, (ii) en tillräcklig mängd taxonomiska prover för att identifiera roten till det eukaryota livets träd och (iii) har potentialen avslöja helt nya grenar av livets träd, vilka kan avslöja felande länkar i eukaryoternas evolution.
Populärvetenskaplig beskrivning
Enlightening our dark past Apart from all visible life that surrounds us (humans, animals, plants, fungi, etc), a vast unseen world exists that comprises of microscopically small organisms: microbes. These microbes, also referred to as ‘prokaryotes’, are relatively simple life forms, in contrast to the complex cells that we, humans, are comprised of. Ironically, or rather intriguingly, about 2 billion years ago, these complex cells somehow emerged from these microbial cells in a process that is currently poorly understood by scientists. The current research proposal aims to gain new insights in this process by studying unicellular cousins of complex life forms known as ‘protists’. Protists are important for several important processes that occur in Nature, such as the cycling of minerals in the oceans, and they also comprise numerous alga species that produce much of the oxygen that we use to breathe. The protist world is vastly diverse and remains poorly studied, and the rationale of studying these ‘simple complex cells’ is therefore that they likely still contain characteristics of the birth process of complex cell types. The present study will collect protists from allover the world, even at places where one would not expect life to be possible perhaps, such as the bottom of the ocean, and close to sites that are volcanically active. The idea behind this is that such hostile environments might resemble places where such complex life might have originated a long time ago. The protists that will be retrieved from these and other places will be studied with a novel type of technology that allows one to decipher the genetic material of individual protist cells. This revolutionary technology, referred to as ‘single cell genomics’, will be used to investigate large numbers of protists that are completely new to humankind. After the genetic material of these individual protists has been determined, it will be compared to that of complex organisms, including us humans, but also to simple organisms such as bacteria. These comparisons will reveal important details of the transition from simple to complex life forms, and about the processes have been important in this transition. As such, our dark past might become a little bit clearer.