Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entschlüsseln Erbgut des Braunbären

12.10.2011
Einblick in genetische Anpassung an Klimawandel erwartet

Fertig! Einer Forschergruppe unter der Leitung von Prof. Axel Janke, Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F), Frankfurt am Main, ist es vor kurzem gelungen, das Erbgut des Braunbären vollständig zu entziffern.


Männlicher Braunbär
Copyright: Alexander Kopatz, Bioforsk

Möglich wurde dies durch eine Zusammenarbeit mit dem norwegischen Forschungsinstitut Bioforsk und BGI, einem chinesischen Unternehmen, das sich auf Genom-Sequenzierung spezialisiert hat. Die Daten sollen nun mit den kürzlich veröffentlichten Erbgutinformationen von Eisbären und Pandabären verglichen werden. Damit könnte das Erbgut des Braunbären ausschlaggebend werden, wenn es darum geht, herauszufinden, welche Gene für die Anpassung an Umweltbedingungen entscheidend sind.

Braunbären sind gewaltige Tiere: die Riesen sind – gemeinsam mit dem Eisbär – die größten Landraubtiere der Welt. In einem der ersten deutschen Säugetiergenom-Projekte wurde jetzt das Genom dieses beeindruckenden Tieres nun vollständig entziffert. Als „Pilot-Bär", wie er von den Forschern genannt wird, diente ein männlicher Braunbär, der im Pasviktal im nördlichen Norwegen lebte und dessen Erbgut nun die Forschung über die Spezies beflügeln wird. Dazu trägt bei, dass ein Kooperationspartner des Projekts – die chinesischen Genomsequenzierer von BGI – vor kurzem das vollständige Erbgut des Eisbären veröffentlicht hat. Prof. Dr. Axel Janke, BiK-F, Leiter der Forschergruppe: „Wir haben jetzt den Bauplan vom Braunbären und Eisbären. Das ist eine hervorragende Basis, um die genetische Anpassung dieser Arten an unterschiedliche Klimabedingungen zu erforschen. Außerdem können mit den vorliegenden Erbgutinformationen neue Fragen zur Biologie der Bären untersucht werden, um diese großartigen Tiere besser verstehen und schützen zu können."

Erbgut des Braunbären ist wichtiger Bezugspunkt um Klimaanpassung des Eisbären zu verstehen

Das Braunbär-Erbgut ist für die Wissenschaftler so interessant, weil er ein naher Verwandter des Eisbärs ist – eine der bekanntesten vom Klimawandel bedrohten Arten. Wie BiK-F-Forscher vor kurzem herausfanden, entstanden die beiden Arten entstanden vor fast einer Million Jahren aus einem gemeinsamen Vorfahren und sind als Arten bedeutend älter als bis her angenommen. „Der Vergleich ihres Erbguts wird daher viel darüber aussagen, wie sie es jeweils geschafft haben, sich an die verschiedenen klimatischen Bedingungen ihrer Lebensräume anzupassen.“, meint Axel Janke, und fährt fort „Die Bären sind sehr gute Studienobjekte um nachzuvollziehen, welche genetische Ausstattung es einem Säugetier ermöglicht, in der Arktis oder in der gemäßigten Klimazone zu überleben. Der Genvergleich von Mensch, Neandertaler und Schimpanse hat uns bereits wichtige Einblicke in die Evolution verschafft. Die Bären sind nun die zweite Gruppe von Säugetieren, in denen nahezu vollständige Genome von nahen Verwandten analysiert werden können. Damit wird der „Pilot-bär“ aus dem Pasviktal für die Wissenschaft unsterblich"

Für die Frankfurter Forscher ist das Braunbär-Genom der Ausgangspunkt für eine Reihe von Gen-Analysen der Spezies, wie Axel Janke betont: „Im Erbgut des Braunbären ist die Geschichte der Art verewigt, aber es wird Jahre dauern, sie vollständig zu rekonstruieren. Selbst beim Menschen, von dem es mehrere komplett entschlüsselte Genome und mehrere Millionen von anderen Sequenzen und medizinische Daten gibt, hat die Genomforschung gerade erst begonnen. Trotzdem treibt die vergleichende Genanalyse der Medizin dieses Feld voran und wir profitieren von deren Techniken.“

Braunbär-Genom ermöglicht auch innovative Studien zu deren Verbreitung
Neben einem besseren Verständnis der genetischen Anpassung an die Umwelt soll das Braunbär-Genom auch zu einem besseren Schutz der Braunbären beitragen. „Anhand der Daten können wir neue genetische Marker entwickeln, die für den Schutz und Management der Art dringend benötigt werden", so Dr. Hans Geir Eiken, dessen Institut Bioforsk skandinavische und russische Braunbärenpopulationen überwacht. Es gibt bereits eine Reihe von Studien an mütterlich vererbten mitochondrialen Genen, anhand derer die Populationsgeschichte und Migrationsmuster der Weibchen studiert werden. Im Gegensatz dazu sind bisher keine relevanten Genmarker aus dem Y-Chromosom der männlichen Tiere bekannt, um spezifisch auch deren Verbreitung und Wanderungen zu untersuchen. "Viele der sequenzierten Säugetier-Genome stammen von weiblichen Tieren. Die männlichen Y-Chromosom-Sequenzen fehlen“, erläutert Hans Geir Eiken. Das jetzt vorliegende Genom eines männlichen Braunbären schließt diese Lücke und erlaubt zusätzliche Untersuchungen an der Populationsgenetik von männlichen Tieren. Sobald ein vorläufiger Genom-Zusammenbau und die ersten Analysen vorliegen, werden Eiken und sein Team daher mit den Arbeiten beginnen.

Das vollständige Säugetiergenom bietet darüber hinaus umfangreiches Material für weitere genetische und evolutionsbiologische Studien – beispielsweise zu den sogenannten „Springenden Genen“ (Transposons). Obwohl in der Regel ein Drittel bis zur Hälfte der DNA eines Säugetiers aus diesen nicht-kodierenden Sequenzen besteht, sind deren Auswirkungen auf die Genfunktion, Evolution und Anpassung einer Art bisher unbekannt, weil bisher oft nur einzelne Loci (Genorte) untersucht werden konnte, aber selten ganze Genome von nahe verwandten Arten.

Um der Menge und Komplexität der verfügbaren Daten und Fragestellungen gerecht zu werden, besteht die BiK-F-Forschergruppe aus Experten auf den Gebieten der Bioinformatik, der Populationsgenetik und der Genetik von Transposons. Die Analyse der Daten in Zusammenarbeit mit Bioforsk hat bereits begonnen. Erste Ergebnisse werden in Kürze erwartet. Die Leitung des Forschungsprojekts obliegt Axel Janke, BiK-F, und Hans Geir Eiken, Bioforsk. Weitere Beteiligte sind die BiK-F-Wissenschaftler Dr. Björn Hallström, Dr. Frank Hailer, Dr. Maria Nilsson, Verena Kutschera und Vikas Kumar sowie Alexander Kopatz, Dr. Oddmund Kleven und Dr. Snorre Hagen von Bioforsk.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Prof. Dr. Axel Janke
LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F)
Tel. 069 79824774 oder 069 7542 1842
E-mail: axel.janke@senckenberg.de
und
Dr. Hans Geir Eiken
Norwegian Institute for Agricultural and Environmental Research - Svanhovd
Tel. +47 99629966
E-mail: HansGeir.Eiken@bioforsk.no
und
Dr. Snorre B. Hagen
Norwegian Institute for Agricultural and Environmental Research - Svanhovd
Tel. +47 93240197
E-mail: snorre.hagen@bioforsk.no
oder
Sabine Wendler
LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F), Pressereferentin
Tel.: 069 7542 1838
E-Mail: sabine.wendler@senckenberg.de
LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum, Frankfurt am Main
Mit dem Ziel, anhand eines breit angelegten Methodenspektrums die komplexen Wechselwirkungen von Biodiversität und Klima zu entschlüsseln, wird das Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) seit 2008 im Rahmen der hessischen Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich ökonomischer Exzellenz (LOEWE) gefördert. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung und die Goethe Universität Frankfurt sowie weitere direkt eingebundene Partner kooperieren eng mit regionalen, nationalen und internationalen Institutionen aus Wissenschaft, Ressourcen- und Umweltmanagement, um Projektionen für die Zukunft zu entwickeln und wissenschaftlich gesicherte Empfehlungen für ein nachhaltiges Handeln zu geben.

Sabine Wendler | idw
Weitere Informationen:
http://www.bik-f.de
http://www.senckenberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterien aus dem Blut «ziehen»
07.12.2016 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle
07.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie