Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

K.o.-Schlag für Schwamm-Gene

13.07.2011
Zoologen der Universität Jena regulieren erstmals Gen-Aktivität in Schwämmen herunter

„Schwämme sind gut für die Badewanne, aber schlecht für das wissenschaftliche Geschäft.“ Diesen Satz musste PD Dr. Michael Nickel vom Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena schon häufiger von experimentellen Evolutionsbiologen und Genetikern hören.

Der Wissenschaftler ist auf die Erforschung mariner Schwämme spezialisiert und wollte die Sache nicht auf sich beruhen lassen. Jetzt können der Jenaer Evolutionsbiologe und sein Mitarbeiter Dr. Jörg Hammel dem Vorurteil über den experimentellen wissenschaftlichen Wert von Schwämmen neue „schlagkräftige“ Argumente entgegensetzen: In einer internationalen Kooperation mit Kollegen der Iowa State University in Ames (USA), der University of Richmond (USA) und der Ludwig-Maximilians-Universität München ist es den Wissenschaftlern erstmals gelungen, die Aktivität eines Gens in zwei verschiedenen Schwammarten teilweise auszuschalten. „Dabei schlagen wir das Gen nicht vollständig k.o.“, unterstreicht Dr. Nickel. Bei einem sogenannten Gen-Knockdown, wie ihn das Team jetzt erzielt hat, wird die Gen-Aktivität lediglich stark verringert, jedoch nicht komplett ausgeschaltet. Ihre Ergebnisse publizierten die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „BMC Biotechnology“ (DOI:10.1186/1472-6750-11-67).

In ihren Experimenten haben die Jenaer Wissenschaftler das Aktin-Gen im Meeres-Schwamm „Tethya wilhelma“ auf weniger als ein Drittel seiner ursprünglichen Aktivität reduziert. „Dieses Gen und das von ihm kodierte Eiweiß haben eine wichtige Funktion beim Aufbau des Zellskeletts“, erläutert Dr. Nickel. Damit gelang den Jenaern Forschern erstmals überhaupt, eine Knockdown-Methode auf Schwämme anzuwenden. „Für die experimentelle Evolutionsbiologie ist das ein großer Durchbruch“, ist Nickel überzeugt. „Denn um die Funktion von Genen in verschiedenen Organismen experimentell vergleichen zu können, benötigen wir solche Knockdown-Techniken.“ Insbesondere bei den basalen Metazoen, den im Laufe der Evolution frühzeitig entstandenen vielzelligen Tieren, sei der vergleichend-experimentelle Bedarf sehr hoch.

Neben den Schwämmen gehören auch Nesseltiere, Rippenquallen und die sogenannten Scheibentiere zu den Metazoen. Die verwandtschaftlichen Beziehungen dieser Tiere sind nach wie vor stark umstritten. „Mit unserem Forschungsansatz können wir nun erstmals Gene detailliert funktionell untersuchen und damit neue evolutionäre Szenarien entwickeln und überprüfen“, sagt Dr. Nickel und erwartet davon neue Erkenntnisse zur Evolution von Funktionskomplexen. Sein Mitarbeiter Dr. Jörg Hammel ergänzt: „Vergleichende funktionelle Studien können auch helfen, die umstrittenen Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den Tiergruppen weiter zu klären.“

Neben dem Meeres-Schwamm „Tethya wilhelma“, den Nickel vor zehn Jahren im Zoologisch-Botanischen Garten „Wilhelma“ Stuttgart entdeckte und erstmals beschrieben hat, ließ sich das Gen-Knockdown auch an einem Süßwasser-Schwamm mit Namen „Ephydatia muelleri“ zeigen. In beiden Fällen haben die Jenaer Evolutionsbiologen und ihre internationalen Kooperationspartner die sogenannte RNA-Interferenz-Technik adaptiert, die seit einigen Jahren bereits in anderen Modellorganismen zum Einsatz kommt. Allerdings, so bilanziert Dr. Nickel, sei es eine große Herausforderung gewesen, diese Technik auf einen Meeresorganismus anzupassen, da die verwendeten Substanzen im Meerwasser sehr instabil sind. „Damit nimmt ,Tethya wilhelma‘ eine wichtige Hürde auf dem Weg zu einem anerkannten experimentellen Modellorganismus.“

Jetzt blicken die Jenaer Forscher mit Spannung auf weitere Experimente, mit denen sie sich vor allem Fragen zur Evolution der Kontraktion in Tieren – eines ihrer Kerngebiete – widmen wollen.

Original-Publikation:
Rivera, S. A., Hammel, J. U. et al. RNA interference in marine and freshwater sponges: actin knockdown in Tethya wilhelma and Ephydatia muelleri by ingested dsRNA expressing bacteria. BMC Biotechnology 2011, 11:67 (DOI:10.1186/1472-6750-11-67)
Kontakt:
PD Dr. Michael Nickel
Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie mit Phyletischem Museum
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Erbertstr. 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949174
E-Mail: m.nickel[at]uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.porifera.net/
http://www.uni-jena.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

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: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie

Erste "Rote Liste" gefährdeter Lebensräume in Europa

16.01.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz