Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Genfunktion mit Folgen: Genverdoppelung in der Honigbiene

13.07.2010
In vielen Organismen wurde im Verlauf ihrer Evolution das genetische Material verdoppelt. Die Duplikation von einzelnen Genen stellt dabei eine besondere Quelle dar, durch die neue Genfunktionen entstehen können.

Erst im Jahr 2008 gelang Wissenschaftlern der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf der Nachweis, dass das initiale Signal der Geschlechtsbestimmung in der Honigbiene, das Gen complementary sex determiner (csd), aus der Kopie einer weiteren Schlüsselkomponente der Geschlechtsbestimmung, dem Gen feminizer (fem) entstanden ist (Hasselmann et al. 2008 NATURE 454: 519ff). Jetzt ist es den Wissenschaftlern gelungen, die Evolution des fem-Gens genauer zu untersuchen.

Das csd-Gen stellt eine evolutive Neuerung im Genom der Honigbienen dar und entstand vor etwa 10 - 70 Millionen Jahren. Verschiedene Varianten des csd-Gens wurden im Verlauf der Evolution durch positive darwinische Selektion fixiert und etablierten so ein neues initiales Signal der geschlechtsbestimmenden Regulationskaskade. Der weibliche Entwicklungsweg wird durch unterschiedliche Varianten, der männliche durch gleiche Varianten von csd initiiert. Jetzt ist es unter der Federführung von Dr. Martin Hasselmann den Wissenschaftlern Dipl. Biol. Sarah Lechner, Dipl. Biol. Christina Schulte und Prof. Dr. Martin Beye gelungen, die Evolution des fem-Gens genauer zu untersuchen. Dabei stellte sich heraus, dass die Entstehung von csd und dessen neue Funktion die Evolution von fem in der Honigbiene beeinflusste. Die Forscher verglichen die Sequenzevolution von fem in der Honigbiene mit der von fem aus Arten anderer Bienen (z.B. Hummeln und Prachtbienen), die das csd-Gen nicht besitzen. Es zeigte sich, dass in dem fem-Gen der Honigbiene weniger Änderungen auf Proteinebene stattgefunden haben als in fem der anderen Bienen-Arten. Diese Ergebnisse, über die in dieser Woche in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Science USA in der Online-Ausgabe (http://www.pnas.org/content/early/recent ) berichtet wird, zeigen einen interessanten und neuen Aspekt in der Evolution duplizierter Gene. Offenbar wurde die Evolution von fem in der Honigbiene durch die neue Funktion von csd eingeschränkt; eine Erkenntnis die durch die Rolle beider Gene in der geschlechtsbestimmenden Regulationskaskade erklärt werden kann. Das csd-Gen bildet mit seinen Varianten das initiale geschlechtsbestimmende Signal und gibt diese Information an fem weiter, welches nachfolgend als Schlüsselgen in der Kaskade bei Honigbienen fungiert. Eine Hypothese ist, dass aufgrund der strukturellen Ähnlichkeit der duplizierten Gene auf Proteinebene von ca. 70% Proteinänderungen in fem bei Honigbienen nicht zugelassen werden, da es sonst zu Kreuzreaktionen mit den csd-Varianten und einer negativen Beeinflussung der Regulationskaskade kommen könnte.

Die Forscher untersuchten auch die Evolution der Gene, die in unmittelbarer Nachbarschaft zu fem liegen. In diesen Genen war ein Einfluss von csd auf die Proteinevolution nicht nachweisbar.

Diese Studie zeigt, dass durch die Entstehung einer neuen Genfunktion die Evolution anderer Gene einschränkt werden kann. Die Ebenen der Interaktionen zwischen Genen im Genom sind somit weitaus komplexer als bislang angenommen.

Kontakt:
Dr. Martin Hasselmann
Heinrich-Heine Universität Düsseldorf
Institut für Genetik/Evolutionsgenetik
Universitätsstr. 1
Gebäude 26.03, Ebene U1 Raum 68A
40225 Düsseldorf
Tel. : ++49-0211/8114808
Fax : ++49-0211/8112279
email: martin.hasselmann@uni-duesseldorf.de

Dr. Victoria Meinschäfer | idw
Weitere Informationen:
http://www.pnas.org/content/early/recent
http://www.genetik.uni-duesseldorf.de/Gruppen/beye/Hasselmann

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pfade ausleuchten im Fischgehirn
24.07.2017 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

nachricht Netzwerke statt Selbstversorgung: Wiesenorchideen überraschen Bayreuther Forscher
24.07.2017 | Universität Bayreuth

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: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu Sprachdialogsystemen und Mensch-Maschine-Kommunikation in Saarbrücken

24.07.2017 | Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten