Open access publications in the SLU publication database

Alla högre organismer, så som människor och djur, är koloniserade av ett komplext samhälle av mikroorganismer. Dessa mikroorganismer kallas med ett ord för mikrobiomet. Mikrobiomet innehåller tusentals organismer och är i konstant förändring. Det anpassar sig efter värdens hälsa och dess födointag likväl som efter invasion av skadliga mikroorganismer, infektioner. Till mikrobiomet räknas bakterier, parasiter, arkéer, virus samt de faktorer som påverkar dem.

De virus som uppehåller sig inom mikrobiomet kallas med ett ord för viromet. Viromet påverkar både mikrobiomet och värddjuret. Detta sker både genom direkt påverkan, så som ett virus som infekterar värddjuret och genom indirekt verkan, som ett virus som infekterar en bakterie och därmed överför sjukdomsalstrande egenskaper till den bakterien. Viromet är därmed viktigt att studera då dess egenskaper kan vara avgörande för hälsa såväl som sjukdom.

Tack vare det senaste årtiondets utveckling av sekvenseringsteknologin, den molekylärbiologiska metod med vilken man läser av arvsmassa hos organismer, kan forskare nu läsa arvsmassan i viromet, dessa dataset kallas metagenom. Med hjälp av den informationen kan man härleda vilka olika typer av virus som är närvarande i viromet och därmed få insikter i vilka egenskaper som ett djurs individuella virom har. För att genomföra detta måste man först isolera viromet, vilket sker genom att man reducerar närvaron av värddjurets och andra mikroorganismers arvsmassa. Detta sker genom filtrering, centrifugering och behandling med nukleas, ett enzym som bryter ner fri arvsmassa så att endast skyddad arvsmassa består. Det sista steget är möjligt då viruspartiklar är byggda med en skyddande kapsel, en så kallad virion, som skyddar virusets arvsmassa från att brytas ner av nukleasbehandlingen. Efter behandlingen återstår väldigt lite arvsmassa. För att man ska kunna sekvensera den måste man amplifiera arvsmassan, vilket sker genom två huvudtyper av metoder.

Efter amplifiering genomförs sekvensering och arvsmassan i provet läses av. Den resulterande datamängden uppgår ofta till flera gånger den mänskliga arvsmassan, motsvarande 3000 böcker med runt 600 sidor, och är otroligt komplex. På grund av komplexiteten måste man använda datorer för att kartlägga informationen inuti arvsmassan från viromet. Detta kallas för bioinformatik och är de metoder och program som hanterar biologisk information.

I den här avhandlingen har både den molekylärbiologiska metodbiten och bioinformatiken utvärderats och förbättrats. Ett program har utvecklats för att analysera viromet och visualisera dess innehåll. Metoderna har sedan testats på två fall, ett fall där en möjlig virusinfektion undersöktes i smågrisar och ett fall där man studerade likheter mellan viromet i vuxna djur och späddjur hos människa och gris.

I fallet med spädgrisarna hittades inte något virus som förklarade sjukdomstillståndet. Dock hittades ett antal tidigare kända virus utspridda i de individuella viromen. Tack vara data vid den här studien kunde man nu med säkerhet säga att virus inte orsakade sjukdomen hos smågrisarna. Detta föranledda till det sista fallet, där likheter mellan späddjur och vuxna djur jämfördes. För att göra jämförelsen använde man sig av tre grupper av data förutom det tidigare nämnda: humana spädbarn, vuxna grisar och vuxna människor.

I det sista fallet hittade man gemensamma nämnare för viromet över samtliga grupper i den del av viromet som infekterar bakterier. Även i den del av viromet som infekterar värddjuren hittade man likheter, främst mellan vuxna individer av de två djurslagen. Studien ger en första inblick i hur två arter som lever och utvecklats tillsammans delar egenskaper i sitt virom. Om det här stämmer även vid större studier är det en framtida möjlighet för att modifiera viromet för ökad hälsa och välbefinnande bos både djur och människor.