Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Mammut-Puzzle aus dem Pleistozän - Wissenschaftlerteam entziffert Teile des Erbguts

22.12.2005


Die Mammuts sind vor rund 10 000 Jahren von der Erde verschwunden. Die Pflanzenfresser waren im späten Pleistozän, in der Zeit vor 135 000 bis 11 000 Jahren, in weiten Teilen Europas, Asiens, Afrikas und Nordamerikas verbreitet und konnten bis zu drei Meter groß werden - etwa wie heutige Elefanten, die auch ihre nächsten noch lebenden Verwandten sind. Unter günstigen Bedingungen sind von den Mammuts einzelne Knochen oder auch ganze Skelette im Boden erhalten geblieben, das Erbgut in den Zellen ist nach der langen Lagerung über tausende von Jahren aber meistens weitgehend zersetzt.



Dennoch ist es nun einer internationalen Gruppe von Wissenschaftlern gelungen, Teile des Erbguts eines Wollhaarmammuts zu entziffern, dessen Knochen im Dauerfrostboden Sibiriens besonders gut konserviert worden waren. Neben Hendrik N. Poinar von der McMaster University im kanadischen Hamilton und anderen Wissenschaftlern aus den USA, Großbritannien, Frankreich und Russland sind auch der Bioinformatiker Prof. Daniel Huson vom Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik der Universität Tübingen und Dr. Stephan Schuster von der PennState University, bis vor kurzem am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen, an dem Mammut-Projekt beteiligt. Die Forschungsergebnisse sind online von Sciencexpress veröffentlicht (Sciencexpress, www.sciencexpress.org, 20. Dezember 2005, DOI 10.1126/science.1123360: "Metagenomics to palaeogenomics: Large scale sequencing of Mammoth DNA")



Für ihre DNA-Analysen haben die Wissenschaftler eine zwei mal fünf Zentimeter große Probe aus einem Kieferknochen eines Wollhaarmammuts entnommen. Das untersuchte Mammut hatte vor mehr als 27 000 Jahren im heutigen Sibirien gelebt. Seine Skelettteile wurden am Taimyr-See nördlich des Polarkreises gefunden. Im Dauerfrostboden sind die Knochen besonders gut erhalten geblieben, da die Zersetzungsprozesse bei niedrigen Temperaturen langsamer als sonst ablaufen. Dennoch haben die Wissenschaftler bei Proben von längst ausgestorbenen Lebewesen mit einigen Schwierigkeiten zu kämpfen: Die DNA hat nicht mehr ihre ursprüngliche langkettige Struktur, sondern ist in Bruchstücke zerfallen, die mühsam wieder richtig aneinander gesetzt werden müssen. Zudem gehören manche DNA-Teile zu einem anderen Puzzle. Denn in das Mammut-Erbgut hat sich möglicherweise im Boden auch DNA von anderen Organismen wie Bakterien und Pilzen hineingemischt. Im Unterschied zu früheren Analysen haben die Wissenschaftler die DNA aus den Zellkernen und nicht die kleinere DNA-Menge aus den Mitochondrien untersucht.

Die isolierte DNA wurde zunächst mit Hilfe eines neuen Verfahrens aufwendig in Lipidbläschen vermehrt und mit einer besonderen Technik analysiert. Die Forscher haben insgesamt 28 Millionen Basenpaare, die Bausteine der DNA, sequenziert. Davon konnten sie 13 Millionen Basenpaare als Mammut-DNA identifizieren. Solche Untersuchungen laufen über Vergleiche der neu analysierten DNA mit im Internet veröffentlichten DNA-Sequenzen anderer Organismen. In Tübingen wurde die neue Software "GenomeTaxonomyBrowser" erstellt, um den Inhalt einer ungeordneten Menge von DNA-Bruchstücken dem Erbgut der einzelnen Lebewesen zuordnen zu können. Die veröffentlichten Gendaten ganz unterschiedlicher Organismen werden von der zentralen Gendatenbank NCBI gepflegt. Außerdem müssen die Forscher berücksichtigen, dass manche Bestandteile der DNA stabiler sind als andere und ungleiche Veränderungen das Bild verfälschen können.

Die DNA des Wollhaarmammuts (Mammuthus primigenius) wurde mit der von Mensch, Hund und der vom Afrikanischen Elefanten (Loxodonta africana) verglichen. Die identifizierbaren Sequenzen des Wollhaarmammuts stimmten zu 98,55 Prozent mit dem Erbgut des Afrikanischen Elefanten überein. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass Abweichungen der DNA-Sequenzen in diesem Umfang auf einen gemeinsamen Vorfahren der beiden Tiere schließen lassen, der vor fünf bis sechs Millionen Jahren gelebt hat. Sie glauben außerdem, dass es sich beim untersuchten Wollhaarmammut um ein Weibchen handeln dürfte, denn unter seinen Gensequenzen hatten keine Ähnlichkeit mit einem Y-Chromosom, das bei Säugetieren das männliche Geschlecht bestimmt.

Der hohe Anteil an Mammut-DNA in ihrer Probe lässt die Wissenschaftler hoffen, dass in absehbarer Zeit die Entzifferung des kompletten Mammutgenoms möglich wird. Das würde der Paläo-Genforschung ganz neue Möglichkeiten bei der Untersuchung der Evolution auf molekularer Ebene eröffnen. Außerdem könnte das Wissen dabei helfen, den Einfluss von Klimaänderungen auf Lebewesen zu erhellen oder gar eine Antwort darauf geben, warum die Mammuts ausgestorben sind.

Nähere Informationen:

Prof. Daniel Huson
Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik
Sand 13
72076 Tübingen
Tel. 0 70 71/2 97 04 50
Fax 0 70 71/29 51 48
E-Mail huson@informatik.uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de

Weitere Berichte zu: DNA Elefanten Erbgut Knochen Lebewesen Mammut Wollhaarmammut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen
22.02.2018 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

nachricht Rettender Ritter in goldener Rüstung
22.02.2018 | Exzellenzcluster Entzündungsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Sektorenkopplung: Die Energiesysteme wachsen zusammen

22.02.2018 | Seminare Workshops

Die Entschlüsselung der Struktur des Huntingtin Proteins

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics