Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Genom des Bilharziose-Erregers Schistosoma mansoni entschlüsselt

16.07.2009
Mehr als 11.800 Gene identifiziert - Mögliche Ansatzpunkte zur Behandlung der Tropenkrankheit

Das Genom des Bilharziose-Erregers Schistosoma mansoni ist entschlüsselt. Nach der Sequenzierung in den USA hat ein internationales Forscherteam mit mehr als 50 Wissenschaftlern aus sieben Ländern das Genom genauer analysiert.

Sie identifizierten 11.812 Gene und stießen auf ungewöhnliche Sequenzen. Zudem haben sie 34 Gene aufgelistet, die Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer Medikamente bieten können. Der Göttinger Bioinformatiker Dr. Mario Stanke war als einziger in Deutschland arbeitender Wissenschaftler daran beteiligt. Die Ergebnisse des vierjährigen Projekts werden am 16. Juli 2009 in der Fachzeitschrift "Nature" veröffentlicht.

Die tropische Krankheit Bilharziose (Schistosomiasis) wird durch im Wasser lebende parasitäre Saugwürmer der Gattung Schistosoma ausgelöst, die durch die Haut in den Menschen eindringen. Weltweit erkranken daran rund 210 Millionen Menschen; in entlegenen Regionen kann die Krankheit ohne Behandlung tödlich verlaufen. Der Wurm S. mansoni setzt sich für bis zu 25 Jahre in menschlichen Blutgefäßen fest und legt Eier in der Darmwand ab. Sie wandern auch in die Leber, wo sie Geschwulste und eine krankhafte Vermehrung von Bindegewebe auslösen können. Zur Behandlung der Krankheit sind bislang nur zwei Medikamente auf dem Markt, die jedoch nicht vor erneuter Infektion schützen und gegen die die Saugwürmer zunehmend resistent werden könnten. Weil auch die Suche nach einem wirksamen Impfstoff bisher erfolglos blieb, wird nach Ansatzpunkten für neue Therapien gesucht.

Die mit der Sequenzierung ermittelte Abfolge der Basen im Genom zeigt noch nicht, wo sich die Gene befinden. Sie machen bei S. mansoni insgesamt nur weniger als fünf Prozent der DNA-Sequenz aus; zudem sind bei den meisten Genen die kodierenden Abschnitte, sogenannte Exons, von längeren, nicht-kodierenden Sequenzen, den sogenannten Introns, unterbrochen. Daher ist eine Analyse notwendig, um die Gene zu lokalisieren und ihre Exon-Intron-Struktur zu erkennen. Daran hat Dr. Mario Stanke vom Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen mitgewirkt. Als eines von drei Gen-Vorhersageprogrammen kam dabei die in der Abteilung Bioinformatik entwickelte Software AUGUSTUS zum Einsatz.

Dieses Programm beruht auf einem mathematischen Modell und lernt an einer kleinen Beispielmenge von Genen die typische Basenzusammensetzung in verschiedenen funktionellen Bereichen einer für ein Protein kodierenden DNA-Sequenz. Aufbauend auf diesem Modell wurde die komplette Genomsequenz von S. mansoni mit mehr als 380 Millionen Basen durchsucht und die Gene, Exons und Introns "vorhergesagt". Die Kombination und teilweise manuelle Korrektur der vorhergesagten Gene führte die Wissenschaftler zur Sequenz und Struktur von mehr als 11.800 Genen, die nun in einer Datenbank anderen Forschern zugänglich sind. Auf Grundlage der vorhergesagten Proteine untersuchte das Wissenschaftlerteam zudem, welche Genfamilien und Stoffwechselwege in dem Saugwurm existieren.

Die Wissenschaftler fanden im Genom von S. mansoni eine Menge von Genen mit ungewöhnlicher Struktur. Diese Gene bestehen aus überwiegend ungewöhnlich kurzen Exons, die jeweils verschieden kombiniert werden können und so dem Wurm die Möglichkeit bieten, mit einem Gen viele verschiedene Varianten eines Proteins zu kodieren. Die von diesen "Mikro-Exon-Genen" kodierten Proteine haben keine Ähnlichkeit mit Proteinen außerhalb der Gattung Schistosoma und ihre Funktion ist noch unbekannt.

In anderen Fällen können die Wissenschaftler durch Vergleich der gefundenen Proteinsequenzen mit bereits bekannten, ähnlichen Proteinen Aussagen über deren wahrscheinliche Funktion machen. So schließen sie aus dem Fehlen von Teilen des Lipidstoffwechsels, dass der Wurm hierfür auf den Wirt angewiesen ist. Zudem fanden sie Neuropeptide, die nicht im Menschen vorkommen. Hier vermuten sie einen möglichen Ansatz für die Entwicklung von Medikamenten, die den Wurm schädigen ohne den Menschen zu beeinträchtigen.

Insgesamt listen die Wissenschaftler in ihrer Publikation 34 Gene in S. mansoni auf, die in ihrer Sequenz Proteinen ähneln, die Ziele von Wirkstoffen in bereits für den Menschen zugelassenen Medikamenten sind. Sie zeigen damit neue mögliche Ansatzpunkte für die pharmazeutische Forschung, um die Krankheit in Zukunft wirksam behandeln und weltweit eindämmen zu können.

Originalveröffentlichung:
The Genome of the blood fluke Schistosoma mansoni,
Nature 7253 (16. Juli 2009), DOI 10.1038/nature08160
Kontaktadresse:
Dr. Mario Stanke
Georg-August-Universität Göttingen
Biologische Fakultät
Institut für Mikrobiologie und Genetik
Goldschmidtstraße 1, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-14926, Fax (0551) 39-14929
E-Mail: mstanke@gwdg.de

Dr. Bernd Ebeling | idw
Weitere Informationen:
http://gobics.de/mario
http://www.gwdg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

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

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie