Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Supersize my genome

31.05.2013
Genetiker der Universität Jena an der Entschlüsselung des bislang größten Genoms beteiligt
Sie bevölkern seit mehr als 300 Millionen Jahren unseren Planeten und haben sich in dieser Zeit – rein äußerlich – doch kaum verändert: Nadelhölzer (Koniferen) gehören zu den erfolgreichsten Samenpflanzen der Welt. Unter ihnen finden sich mit den Mammutbäumen nicht nur die größten Exemplare, sondern auch die ältesten. So gilt eine „Old Tjikko“ genannte Fichte in Schweden mit neuneinhalbtausend Jahren als ältester lebender Baum.

Doch unter dem Nadelkleid, hat sich im Laufe der Evolution einiges getan, wie ein internationales Forscherteam jetzt belegen kann. Die Forscher haben erstmals das vollständige Genom eines Nadelbaumes entschlüsselt. In der heute (30. Mai) erscheinenden Ausgabe des Fachmagazins „Nature“ präsentieren die Wissenschaftler, darunter auch Genetiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena, die Genomdaten der Gemeinen Fichte – und damit das bislang größte sequenzierte Genom (DOI: 10.1038/nature12211).

„Mit rund 20 Milliarden Basenpaaren ist das Genom der Fichte etwa 6-mal so groß wie das des Menschen“, verdeutlicht Prof. Dr. Günter Theißen von der Universität Jena. Der Inhaber des Lehrstuhls für Genetik und seine Mitarbeiterin Dr. Lydia Gramzow haben als einzige deutsche Wissenschaftler an der vorliegenden Studie mitgearbeitet. „Interessant ist dabei, dass das Genom – obwohl es so groß ist – nicht mehr Gene enthält als vergleichbare Organismen“, so Theißen. Das rund 100-mal kleinere Genom der Modellpflanze Acker-Schmalwand etwa enthalte ähnlich viele Gene. „Im Laufe der Evolution scheint sich im Erbgut der Fichte sehr viel nicht-kodierende DNA angesammelt und das Genom zu seiner jetzigen enormen Größe aufgebläht zu haben“, vermutet Theißen.

Doch nicht dieses „genetische Übergewicht“ der Fichte steht im Fokus der Jenaer Forscher. „Anhand der nun vorliegenden Sequenz können wir gezielt nach Genen suchen“, erläutert Lydia Gramzow. Die Genetiker interessiert vor allem die Frage, welche Gene mit welcher Funktion bei der Fichte vorkommen, die es auch bei den aus gemeinsamen Vorfahren entstandenen Blütenpflanzen gibt, auf deren genetische Entwicklung Prof. Theißen und sein Team spezialisiert sind.

In der vorliegenden Arbeit haben die Forscher der Uni Jena daher im Erbgut der Fichte nach Genen gesucht, die in Blütenpflanzen unter anderem die Entwicklung der Blüten steuern. Diese sogenannten MADS-Box-Gene fungieren als molekulare Schalter, die die Aktivität anderer Gene an- bzw. abschalten können. In Blütenpflanzen kommen zwei unterschiedliche Typen von MADS-Box-Genen vor. „Wie wir in der vorliegenden Studie zeigen konnten, sind die bei Blütenpflanzen sehr weit verbreiteten Typ I MADS-Box-Gene in der Fichte nur zu einem geringeren Anteil vorhanden“, nennt Lydia Gramzow ein Ergebnis. Damit sei die Funktion dieser Gene, über die auch in Blütenpflanzen nur wenig bekannt ist, aber eher noch mysteriöser geworden. „Wir haben aber MADS-Box-Gene des Typ II gefunden“, so Dr. Gramzow weiter, „welche offenbar bei der Evolution der Blüte für neue Funktionen rekrutiert worden sind“.

Neben diesem wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn zur Evolution der Nacktsamer (Gymnospermen), zu denen neben den Nadelhölzern unter anderem auch Gingko und Palmfarne gehören, sind die jetzt veröffentlichten Ergebnisse auch von großem wirtschaftlichem Wert. „Nadelbäume wie Fichte, Kiefer und Tanne sind in Europa, aber auch in Russland und Nordamerika, die Hauptlieferanten für Nutzholz“, weiß Prof. Theißen. Anhand der nun vorliegenden Genkarten sei eine viel zielgerichtetere und vor allem zeitsparendere Züchtung neuer Sorten möglich – ohne dass man erst 20 oder 30 Jahre auf das Ergebnis warten muss.

Original-Publikation:
Nystedt B. et al. The Norway spruce genome sequence and conifer genome evolution, Nature (2013), DOI: 10.1038/nature12211

Kontakt:
Prof. Dr. Günter Theißen, Dr. Lydia Gramzow
Lehrstuhl für Genetik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Philosophenweg 12, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949550
E-Mail: guenter.theissen[at]uni-jena.de, lydia.gramzow[at]uni-jena.de

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

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: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz