Das Erbgut immer weiterer Lebewesen wird komplett entschlüsselt. Das Wissen über die Gene hilft, die Funktionsweise, Lebensweise und Krankheiten zu verstehen. Im Folgenden werden ein paar Beispiele für erstaunliche Genome aufgezeigt, die Wissenschaftler beeindrucken.

Nachwachsende Organe bei Verlust

Der Axolotl oder Ambystoma mexicanum hat Wissenschaftler über Jahrzehnte fasziniert. Egal ob er ganze Organe verliert, Beine oder Teile des Gehirns – alles kann nachwachsen. Es war nicht leicht, das Genom des Tieres zu entschlüsseln. Dennoch konnte ein Team um Siegfried Schloissnig, Michael Hiller und Elly Tanaka das Genom im Jahr 2018 vollständig auslesen.

Es besteht aus 32 Milliarden Basenpaaren und ist damit zehnmal so groß, wie das Erbgut des Menschen. Diese unglaubliche Größe ist der Grund dafür, weshalb die Entschlüsselung sich schwierig gestaltete. Eine andere Besonderheit ist ein typisches Entwicklungsgen für Amphibien, das bei dem Axolotl fehlt. Als Ersatz fungiert ein verwandtes Gen.

Für die Erneuerung der Organe des Axolotls sind Zellen aus dem Bindegewebe nötig. Diese sind auch bei anderen Säugern und dem Menschen vorhanden. Trotz der Fortschritte haben die Forscher noch immer nicht herausgefunden, welches Gen für das entsprechende Wachstum verantwortlich ist.

Genom der Maus als Forschungsmodell

Im Jahr 2002 gelang einem Team vom Wellcome Trust Sanger Institute und dem MIT die Entschlüsselung des Genoms der Maus. Eine grobe Version der Sequenz des Menschen wurde bereits ein Jahr zuvor veröffentlicht.

Nach der Entschlüsselung der Maus machte die Forschung in der Gentechnik schlagartig große Fortschritte: Dadurch, dass man wusste, wo sich die Gene befinden, konnten sie beliebig an- und ausgeschaltet werden. Es wurden Mäuse in sämtlichen Varianten gezüchtet, wodurch die Wissenschaftler viel über die Entstehung von Krankheiten lernen konnten. Obwohl das Mausgenom um 14 Prozent kleiner ist als das Menschliche, sind sich die meisten der Gene sehr ähnlich.

DNA-Auslese einer ausgestorbenen Art

Der kleine Buschmoa oder Anomalopteryx didiformis ist seit ca. 700 Jahren ausgestorben. Es handelte sich um einen großen Laufvogel. Durch das Fehlen von natürlichen Feinden nahm die Evolution ihm die Fähigkeit zum Fliegen. Das machte ihn zur leichten Beute für hungrige Siedler und ihre Tiere.

Ein ähnliches Schicksal teilen der Riesen-Moa (Dinornis) und der Dodo (Raphus cucullatus). Ein Team aus Forschern der Harvard University rund um Alison Cloutier konnte das Genom zu 85 Prozent entschlüsseln. Fossilien enthalten DNA, so können auch Genome von ausgestorbenen Arten entschlüsselt werden.

Zur Entschlüsselung des kleinen Buschmoas wurde die fossile DNA aus Zehenknochen verwendet.  Das durch eine leistungsfähige Sequenzierungsmaschine entschlüsselte Genom wurde mit der DNA des Emus verglichen, da dieser artverwandt ist. Sollte es den Forschern gelingen, die restlichen 15 Prozent des Genoms zu entschlüsseln, könnte durch einen Emu die ausgestorbene Art sogar wieder ausgebrütet werden.

Das Humangenomprojekt

Das Humangenomprojekt war ein internationales Forschungsprojekt, welches im Jahr 1990 begann. Es machte sich zum Ziel, das menschliche Genom vollständig zu entschlüsseln, was schließlich im Jahr 2003 gelang. Das Projekt lieferte erstaunliche Ergebnisse über Erbkrankheiten, Mechanismen zur Krebsentstehung und der Evolution. Zusätzlich wurden im Rahmen des Projekts benötigte Technologien entwickelt und verbessert.

Eine der erstaunlichsten Schlüsse lieferte das Team um Charles Robin von der University of Melbourne: Nur 2 Prozent unserer Gene dienen als Vorlage für Proteine. Im Umkehrschluss gab Charles Robin an, dass wir wohl auf 90 Prozent unseres Genoms verzichten könnten, ohne schwere Schäden davonzutragen.

Das menschliche Genom ist mit ca. 3,2 Milliarden Basenpaaren ausgestattet und liegt somit im Durchschnitt. Es stimmt also nicht, dass komplexe Lebewesen wie der Mensch gezwungenermaßen mehr Gene tragen müssen. Umso mehr kommt es dafür auf die richtige Zusammensetzung und Regulierung von Proteinen und Genen an.

 

 

Danke an qimono von Pixabay für das Foto.

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