Kategoriarkiv: svenska

Dagens rekommendation: F Jalalvand m. fl. om värdet av mysko forskning

Publicerat i citerat, med mera, svenska av

Vi vet för lite om allt för att kunna lösa problem snabbt. Vi vet för lite om allt. Vi vet för lite om mänsklig genetik. Vi vet för lite om cellens metabolism. Vi vet för lite om samspelet mellan sjukdomsframkallande organism och värd. Vi har för få metoder. Vi vet för lite om allt. Och om den tillämpade forskningen ska ta reda på allt som den behöver för att kunna lösa problemen den är ämnad för att lösa hade den behövt tillbringa ett par 100-200 år åt det innan den kunde sätta igång med det verkliga arbetet (uppdiktade siffror, men play with me here).

Den här bloggposten av F Jalalvand, doktorand i mikrobiologi i Lund, är en gammal favorit om varför det är viktigt att forska om saker som inte verkar ha någon omedelbar nytta. Han radar upp en serie exempel, som inte alls är långsökta eller udda, på hur nyfikenhetsdriven forskning senare kommit att bli väldigt fruktbar även för tillämpad forskning. Bloggen är även övrigt mycket läsvärd.

Låt oss nu säga att en forskargrupp jobbar med att förstå och utveckla ett botemedel mot bröstcancer. Om forskarna hade själva behövt upptäcka Taq-polymeraset, GFP, RNA silencing och all annan kunskap och metodologi som härstämmar från grundforskning förstår ni att botemedlet hade dröjt.

Och om läsaren råkar ha tillgång till ett forskningsbibliotek finns det en kolumn i en vetenskaplig tidskrift av Patricia Brennan m.fl. som säger ungefär samma sak:

Brennan, Patricia LR, et al. (2014) Oddball Science: Why Studies of Unusual Evolutionary Phenomena Are Crucial. BioScience 64.3 178-179.

Vad är funktion?

Publicerat i evolution, genetik, svenska av

Igår påstod jag att när jag skriver ”gen” så menar jag en dna-sekvens med ett namn och en funktion. Befogad fråga: vad sjutton är en funktion? Om det tvistar de lärda med flera, vilket illustreras av debatten om dna-encyklopedin ENCODE. Jag har skrivit lite om det förut, men kortfattat: ENCODE gick ut på att använda olika sekvenseringsbaserade experiment för att hitta de sekvenser i det mänskliga genomet som har någon funktion. Projektet hävdade at en väldigt stor de av genomet, upp till 80%, dök upp i något av experimenten som kopplade till någon biokemisk aktivitet. Deras motståndare svarade att ENCODE använt fel definition av ”funktion”; det viktiga är inte aktivitet utan om den aktiviteten bevarats av naturligt urval.

För det första: en dna-sekvens gör ingenting i sig själv; det är inte det som är frågan. Det intressanta är vad cellen och dess maskineri av biologiskt aktiva proteiner och rna-molekyler gör med en dna-sekvens. Det enklaste är kanske att säga att en sekvens’ funktion är vad cellen gör med den, åtminstone om det sker tillräckligt pålitligt och reproducerbart. Å andra sidan kan en ha en evolutionär syn på funktion, där en sekvens endast har en funktion om den främjats av naturligt urval. Alltså: sekvensen ser ut som den gör och cellen använder den som den gör därför att det på något sätt givit individer som bär den reproduktiv framgång. Dan Graur & co (2013) skrev en mycket arg artikel om ENCODE där de bland annat förespråkar den evolutionära synen på funktion. Artikeln är kanske lite för arg, men det här är ett bra exempel:

In biology, there are two main concepts of function: the “selected effect” and “causal role” concepts of function. /…/ For clarity, let us use the following illustration (Griffiths 2009). There are two almost identical sequences in the genome. The first, TATAAA, has been maintained by natural selection to bind a transcription factor; hence, its selected effect function is to bind this transcription factor. A second sequence has arisen by mutation and, purely by chance, it resembles the first sequence; therefore, it also binds the transcription factor. However, transcription factor binding to the second sequence does not result in transcription, that is, it has no adaptive or maladaptive consequence. Thus, the second sequence has no selected effect function, but its causal role function is to bind a transcription factor.

Jag tror inte att jag förvränger Graur & co:s argument om jag säger att de ser 80%-siffran som en sorts reductio ad absurdum av att prata om funktion som bara vad en dna-sekvens används till. Genomet är stort och fullt med sekvenser som bara av en slump innehåller bindingsställen för olika reglerande proteiner etc. Oavsett om det råkar skrivas av till rna ibland eller binda till transkriptionsfaktorer så är det mesta ändå att betrakta som irrelevant från det naturliga urvalets synpunk. Sedan finns det en del som tycker att skräp-dna låter slarvigt och vulgärt, men det är en fråga om språkbruk, inte om genomets funktion.

Hur vet en då om en sekvens har funktion ur det naturliga urvalets perspektiv? När genomet kopieras drabbas det av slumpvisa mutationer, avskrivningsfel helt enkelt, som ändrar sekvensen här och där. Om mutationen gör att något går sönder och det påverkar individens förmåga att reproducera sig tillräckligt kommer varianten sorteras bort av naturligt urval. Därför är vissa viktiga delar av genomet, framför allt de gener som kodar för proteiner, konserverade. Därför går de också att känna igen mellan arter som är mycket avlägset släkt, även om den omkringliggande icke-kodande sekvensen kan vara helt olika.

Men det är inte självklart att det alltid är funktion-genom-naturligt-urval som är det intressanta. För det första, allt är inte lika väl konserverat som de proteinkodande sekvenserna, så det är inte säkert att alla reglerande sekvenser och nyligen tillkomna gener som är specifika för ett visst släkte kommer gå att hitta med metoder som letar efter konservering. Det finns en risk att missa de absolut senaste intressanta sekvenserna under naturligt urval bara för att det inte finns något att jämföra med. Dessutom är det inte alls säkert att en bara är intresserad av sekvenser som bevaras av naturligt urval. Om en studerar mänsklig sjukdom, till exempel, är det mycket möjligt att de intressanta sekvenserna faktiskt är neutrala i förhållande till naturligt urval. De kan till exempel ha sin effekt sent i livet, efter reproduktiv ålder.

Vad är en gen?

Publicerat i genetik, svenska av

Det här skrev jag om för ett tag sedan i samband med den så kallade fetmagenen, en genetisk variant som är associerad med vikt hos människor, men jag tror det är värt att dra ut på det lite mer. Vad är egentligen en gen? Det visar sig nämligen att det finns åtminstone två betydelser av ordet ”gen” som är vanliga inom genetik, evolution och biologi i stort. Det är inte bara förvirrande för utomstående utan orsakar ibland viss språkförbistring även i vetenskaplig litteratur.

Om vi börjar i fel ände, alltså med den molekylära definitionen, så är en gen en bit dna som skrivs av till ett protein eller någon annan produkt som har en funktion. Själv brukar jag tänka att om en bit dna är intressant nog att ha ett namn så förtjänar den att kallas gen, men jag tror de flesta skulle säga att sekvenser som inte uttrycks inte är ”gener”, utan någon sorts funktionsbärande icke-kodande sekvenser. En gen(1) är alltså ett område i genomet, och gener kan komma i olika varianter. Vi diploida organismer bär två kopior av varje gen. Men om en tar två människor och jämför dem så har de alla samma uppsättning gener, men kan ha olika varianter av dem. Det här är det språkbruk jag själv föredrar och försöker hålla mig till: när jag skriver ”gen” menar jag en dna-sekvens som har ett namn.

Men det är inte vad ordet gen ursprungligen betydde! Som ordet användes av Hugo de Vries och Wilhelm Johannsen m.fl. innan någon visste om dna betydde det väsentligen genetisk variant. Alltså: en gen(2) är ärftlighetens minsta enhet. Vi diploida organismer bär alltså på två varianter, två gener, på varje locus (som det heter: bokstavligen plats, vilket typ motsvarar den molekylära genen ovan). Så om någon pratar om att ha ”fetmagenen” använder hen, kanske utan att tänka på det, ordet gen i den här klassiska bemärkelsen att bära på det anlag som orsakar större kroppsvikt. I så fall finns naturligtvis också en ”magergen”, alltså en variant som ger relativt mindre kroppsvikt. Båda av dem är varianter som påverkar uttrycket av den molekylära genen IRX3.

Endometrios och dna-metylering

Publicerat i molekylärgenetik, svenska av

Idag är det sista dagen i mars, som var endometriosmånaden. Endometrios verkar vara ett jävla elände, svårt att göra något åt och dessutom vanligt. Sjukdomen har med celldifferentiering att göra; det börjar växa livmoderliknande celler utanför livmodern, där de orsakar smärta och infertilitet. Ingen vet vad det egentligen beror på, men det verkar vara något som kommer i och med menstruationscykeln hos människor och andra primater. Livmoderslemhinnan differentieras, alltså utvecklas, varje månad oavsett om något befruktat ägg implanteras eller ej, och stöts ut vid mensen. Hos andra däggdjur händer det inte förrän det fastnar ett befruktat ägg; det verkar vara något med den här upprepade differentieringen och utstötningen som på något sätt kan gå snett och orsaka endometrios.

Den sjätte mars kom det en artikel, Genome-Wide DNA Methylation Analysis Predicts an Epigenetic Switch for GATA Factor Expression in Endometriosis  (Dyson m.fl. 2014), om dna-metylering och genreglering i endometrios. Den är en av många som går ut på att förstå vilka gener och signalvägar i celler som är inblandade i sjukdomen. Den leder inte direkt till någon behandling, men bidrar förhoppningsvis en liten del till en grund att stå på för att kunna utveckla en. Författarna har jämfört dna-metylering och genuttryck i endometriosceller och normala celler, obehandlade och behandlade med en hormoncocktail som liknar den som får livmoderslemhinnan att mogna, för att se vilka gener som verkar regleras konstigt i de sjuka cellerna. Redan tidigare finns det en lista på viktiga gener som uttrycks och metyleras annorlunda i endometrios, och författarna hittar ett gäng till, framför allt ett par gener i GATA-familjen.

Genuttryck handlar alltså om vilka gener som cellen använder och inte. Alla celltyper har samma arvsmassa, men de använder olika delar av den. Genuttryck regleras på många olika sätt, men dna-metylering är ett av de epigenetiska märken som kan vara inblandat i att reglera vissa gener. Författarna kom fram till att genuttryck skiljer sig en hel del mellan sjuka och friska celler, men framför allt blir det stora ändringar när cellerna utsätts för hormoner. Men dna-metyleringen, däremot, var relativt oförändrad av hormonbehandlingen men skilde sig mellan sjuka och friska celler.

För att sortera fram de gener som mest troligt reglerades av dna-metylering hittade de på en statistisk analys som jag tycker verkar intressant men inte är helt övertygad om att jag förstår. Det är en linjär modell av genttryck som funktion av dna-metylering vid cytosiner nära genen och en variabel som beskriver cytosinens läge i förhållande till genen (och närmaste CpG-ö). De sökte efter en statistisk interaktion mellan läge och metylering; tanken är att det är mer troligt att genen regleras av dna-metylering om metyleringen är specifik för ett visst mindre område. Interaktionsanalysen ger dem i alla fall en liten lista på extra intressanta gener, bland annat GATA-gener. De är en familj av transkriptionsfaktorer, alltså gener som i sin tur reglerar andra gener.

Författarna prövade att slå ut och överuttrycka GATA2 och GATA6 genen i endometriosceller. Det är en fantastiskt bra sak med cellkultur, att det ibland går att göra genetiska modifikationer i celler som kommer från riktiga patientprover. Det är förstås inte riktigt att experimentera med sjuka celler i sin naturliga miljö, men det är ganska nära. Högt uttryck av GATA2 verkar leda till differentiering, medan högt uttryck av GATA6 får normala celler att bete sig mer som endometriotiska celler. Tyvärr räckte det inte med att slå ner GATA6 och öka GATA2 för att få sjuka celler att bete sig som friska igen. Men de försökte i alla fall. Det finns fler gener att pröva.

Litteratur

Dyson MT, Roqueiro D, Monsivais D, Ercan CM, Pavone ME, et al. (2014) Genome-Wide DNA Methylation Analysis Predicts an Epigenetic Switch for GATA Factor Expression in Endometriosis. PLoS Genet 10(3): e1004158. doi:10.1371/journal.pgen.1004158

Konsten att känna igen trams, del 2: Det här är inte ett okej sätt att rita ett diagram

Publicerat i med mera, svenska av

Det är oerhört tråkigt att skriva om fusk, förfalskningar och trams; det var meningen att den här bloggen skulle handla om cool biologi. Men, så kom det några diagram. Vad de påstås visa är att incidensen av vanliga vaccinerbara barnsjukdomar sjönk innan vaccinerna infördes. Några bloggare som inte gillar vaccinationer har tagit upp dem i samband med Wakefield-affären. (Kanske för att trösta sig?) Här är diagrammet för mässling. Tyvärr är det konstruerat på ett mycket osnyggt sätt.

(Ritat av Raymond Obomsawin och cirkulerar på nätet under titeln ”Proof That Vaccines Didn’t Save Us”)

Rättare sagt, jag såg det här diagrammet i mars i förra året på medicinbloggen Respectful Insolence. Och jag tänkte ungefär som Orac — kurvan är alldeles för slät och fin! Trots att den täcker åren 1935-1983 ändras lutningen bara tre gånger! Det ser ut att vara en mätpunkt vart tolfte år med linjer emellan. Det finns väl ingen bra anledning att anta att antalet mässlingsfall mellan 1959 och 1971 följer ett linjärt samband? Och borde det inte finnas data från varje år, inte vart tolfte?

Följer vi länken längst ner i diagrammet kommer vi till till Public Health Agency of Canadas hemsida, och där finns ett mer komplett diagram:

Jag förstår som sagt inte riktigt grejen med att rita in linjer mellan punkterna i en tidsserie. Men ändå, det här diagrammet är betydligt taggigare. Som vi kan vänta oss går antalet mässlingsfall upp och ner från år till år (närmare bestämt i cykler med en ökning vart annat till vart tredje år) — antalet fall är absolut inte strängt minskande, som det första diagrammet.

Vi ser också att under tio år, 1959-1968, var inte mässling en rapporteringspliktig sjukdom i Canada. Därför finns inga punkter där. Det var också då, 1963-1964 som mässlingsvacciner infördes.

Här är linjerna rätt missvisande; det ser ju ut som att mässlingsfallen störtdök precis 1959… Vilket bara beror på att det saknas ett värde för 1959 — och vart ska linjen mellan punkterna dras då om inte ner mot noll…? Gammalt visdomsord: om du ska till att ersätta saknade data med nollor, tänk efter en gång till, för resultatet är ren fiktion. (Tack och lov finns det en artikel med ett bättre diagram där det här framgår tydligt.)

I det första diagrammet har Obomsawin hoppat över det faktum att tio år, alltså större delen av ett av hans tolvårshopp, helt fattas; och valt ut årtal som ger intrycket av ett snyggt, slätt, strängt minskande samband. Vi kan fråga oss, om man nu ändå ska hitta på fritt, vad är det för vits med att ge en länk till den riktiga källan?

Litteratur

King A, Varughese P, De Serres G, Tipples GA, Waters J, Working Group on Measles Elimination. (2004) Measles elimination in Canada. Journal of Infectious Diseases 189

Referensen: fusket om MPR-vaccinet

Publicerat i med mera, svenska av

Det händer då och då att en artikel som publicerats i en vetenskaplig tidskrift dras tillbaka. Bloggen Retraction Watch, som jag följer, försöker hålla reda på vilka artiklar som dras tillbaka och varför. Det visar sig att det kan bero på rätt olika saker. Ibland är det pinsamma misstag från tidskriftens sida — som att råka trycka samma artikel två gånger. Ibland är det pinsamma (men ärliga) misstag från författarnas sida — några författare som studerat fel möss (!), alltså råkat köpa in möss som saknade en gen till förutom den de var ville ha utslagen. (”Det är slarvigt men mänskligt”, som Dan Andersson skulle sagt.) Flera artiklar om stamceller har dragits tillbaka sedan vissa cellinjer visat sig vara kontaminerade med andra celler som inte borde vara där. Bara att ett resultat i efterhand visar sig troligen vara fel är inte i sig nog för att dra tillbaka en artikel.

I värre fall har författarna eller någon av författarna gjort något medvetet fel. Ofta är det fråga om plagiat, ibland till och med om manipulerade eller förfalskade data. Men rena förfalskningar är tack och lov ovanliga.

Det finns ett riktigt extremt fall där nästan allt är fel — där minst en av författarna medvetet förvrängt data, haft konflikterande ekonomiska motiv som de inte meddelat, uppträtt oetiskt mot sina försökspersoner och dessutom lyckats sprida helt omotiverad oro, som fått föräldrar att låta bli att vaccera sina barn mot barnsjukdomar. Fallet gäller naturligtvis Wakefield & co, Ileal-lymphoid-nodular hyperplasia, non-specific colitis, and pervasive developmental disorder in children som trycktes i medicintidskriften The Lancet 1998, och numera föregås av ett versalt ”RETRACTED” i titeln. Den drogs tillbaka redan i februari förra året. Andrew Wakefield, försteförfattaren och en av de tre som fortfarande står fast vid artikeln, förlorade sin läkarlegitimation i Storbritannien för att han agerat oetiskt mot de deltagande barnen genom att utsätta dem för medicinskt omotiverade ingrepp.

Vad artikeln påstods visa — med sina tolv patienter — var att trippelvaccinet mot mässling, påssjuka och röda hund (MPR) på något sätt skulle kunna kopplas till autism och inflammation i tarmen. Nåväl, även om det inte vore något fel på studien, så skulle det inte väga särskilt tungt, eftersom resultatet inte låtit upprepa sig. Hittils finns det inget annat som stöder dem, tvärtom.

Frilansjournalisten Brian Deer har undersökt fallet, först för Sunday Times. Nu har British Medical Journal publicerat ett reportage om hur det gick till och hur patienternas diagnoser justerades för att passa in. Deers artikel är, liksom BMJ-redaktörerna ledare, fritt tillgänglig. Nyheten har även nått svenska tidningar.

Å ena sidan verkar tidningar och teve älska stora rubriker om det som kan vara farligt (förra årets influensa, någon?). Å andra sidan är det undersökande journalistik som uppdagat hur det låg till. Precis som inom vetenskapen finns väl en absolut majoritet som gör sitt  jobb och de  få som fuskar sig fram. Men jag undrar hur en Retraction Watch för kvällstidningar skulle kunna se ut.

Litteratur

Deer B(2011) How the case against the MMR vaccine was fixed. BMJ 342 doi: 10.1136/bmj.c5347

Godlee F, Smith J, Marcovitch H (2011) Wakefield’s article linking MMR vaccine and autism was fraudulent. BMJ 342 doi: 10.1136/bmj.c7452

Wakefield AJ et al. (1998) RETRACTED: Ileal-lymphoid-nodular hyperplasia, non-specific colitis, and pervasive developmental disorder in children. Lancet 351 ss. 637-641