Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weltweit größtes Bakteriengenom sequenziert

07.12.2011
Rekordbakterium mit Schlüsselstellung

Nur etwa ein Prozent des mikrobiellen Lebens um uns herum ist bisher im Labor kultiviert und beschrieben worden. Damit sind viele Potentiale der Mikroben noch unbekannt und nicht genutzt. Bestens untersucht waren lange Zeit nur Krankheitserreger wie multiresistente Staphylokokken oder biotechnologisch interessante E. coli-Stämme, die aber genetisch keineswegs repräsentativ sind.


EM-Aufnahme des myzelbildenden Bodenbakteriums Ktedonobacter racemifer. Foto: Manfred Rohde, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH

Forscher des Leibniz-Instituts DSMZ–Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH aus Braunschweig und des Joint Genome Institute (JGI) in Kalifornien erarbeiten deshalb seit drei Jahren systematisch die sogenannte „Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea“ (GEBA), die wesentlich breiter aufgestellt ist. Im Zuge dieser Forschungsarbeiten wurde nun das Genom des Bodenbakteriums Ktedonobacter racemifer entziffert, welches weltweit das bisher größte beschriebene Bakteriengenom ist. Die Ergebnisse der Forscher sind in der letzten Ausgabe der Standards in Genomic Sciences veröffentlicht.

„Im GEBA-Projekt untersuchen wir vor allem Mikroorganismen, die an „dunklen Flecken“ im Stammbaum der Bakterien stehen. Über die Auswertung von Genomdaten sind Rückschlüsse auf Verwandtschaftsverhältnisse zwischen Bakterien möglich“, erklärt PD Dr. Markus Göker, Bioinformatiker an der DSMZ. „Das Bakterium Ktedonobacter racemifer gehört zu den zehn, in Bezug auf ihre Stellung, wichtigsten Organismen im Bakterienstammbaum“.

„Das Genom des Gram-positiven Bodenbakteriums Ktedonobacter ist mit 11,453 Protein-codierenden Genen und 87 RNA-Genen das bisher größte dokumentierte Bakteriengenom“, erklärt Dr. Birte Abt, Wissenschaftlerin in der DSMZ-Abteilung Mikrobiologie. „Große Genome sind bei Bakterien mit einem komplizierten Lebenszyklus mit Myzel- und Sporenbildung nicht ungewöhnlich. Dieses enthält aber auch sehr viele Transposons oder auch Wiederholungssequenzen, sogenannte „springende Gene“. Diese kleinen DNA-Stücke können ihre Position im Genom verändern. Ihre Funktion ist aber noch nicht vollständig geklärt.“

„Der Bakterienstamm wurde 2006 von einem Forscherteam in Italien isoliert und in der DSMZ in der öffentlichen Sammlung hinterlegt. Daher konnte der Organismus hier vermehrt und qualitative hochwertige genomische DNA für die Sequenzierung aufbereitet werden“, berichtet Dr. Birte Abt weiter. „Für uns war es wichtig, diese sehr isoliert im Stammbaum stehende Bakteriengruppe zu sequenzieren, die bisher noch sehr wenige Organismen umfasst. Damit besteht immer eine Möglichkeit, neue interessante Proteinfamilien mit unbekannter Funktion zu entdecken“, so Markus Göker. „Vollständige Genomdaten sind auch aussagekräftiger für die Klassifikation von Mikroorganismen, als die bislang meist praktizierte evolutionäre Einordnung der Bakterien über kleine molekulare Markerstücke, wie vor allem die ribosomale 16S RNA.“

Neben wertvollen Einsichten in die Evolution bakterieller Genomgrößen einerseits und komplexer Lebenszyklen andererseits, hilft die Sequenzierung dieses Rekordgenoms auch dabei, die stammesverwandtschaftlichen Beziehungen von Mikroorganismen zu klären und damit ihre taxonomische Einteilung zu verbessern. Sowohl Ktedonobacter-Kulturen als auch annotierte Genomdaten stehen nun für weitergehende Forschungen frei zur Verfügung.

GEBA-Pilotprojekt

Das GEBA-Projekt (Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea) hat zum Ziel, systematisch die Lücken bezüglich der Genomsequenzierung in den mikrobiellen Bereichen des Baums des Lebens zu füllen. Die DSMZ führt dieses Projekt in enger Kooperation mit dem JGI (Joint Genome Institute) in Kalifornien durch. Koordinator des GEBA-Pilotprojekts ist PD Dr. Hans-Peter Klenk, Leiter der Abteilung Mikroorganismen der DSMZ. Die Daten aus dem GEBA-Projekt sind im Portal „GenBank“ (www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/) hinterlegt und kostenfrei zugänglich unter img.jgi.doe.gov/cgi-bin/geba/main.cgi.

Originalpublikation:

Non-contiguous finished genome sequence and contextual data oft he filamentous soil bacterium Ktedonobacter racemifer type strain (SOSP1-21T). Standards in Genomic Sciences 5:97-111, 2011.

(veröffentlicht unter http://standardsingenomics.org/index.php/sigen)

Über die DSMZ
Das Leibniz-Institut DSMZ–Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen – ist eine Einrichtung der Leibniz-Gemeinschaft und mit seinen umfangreichen wissenschaftlichen Services und einem breiten Spektrum an Biomaterialien seit Jahrzehnten weltweiter Partner für Forschung und Industrie. Als einem der größten biologischen Ressourcenzentren seiner Art wurde der DSMZ die Übereinstimmung mit dem weltweit gültigen Qualitätsstandard ISO 9001:2008 bestätigt. Neben dem wissenschaftlichen Service bildet die sammlungsbezogene Forschung das zweite Standbein der DSMZ. Die Sammlung mit Sitz in Braunschweig existiert seit rund 40 Jahren und beherbergt mehr als 40.000 Kulturen. Die DSMZ ist die vielfältigste Sammlung weltweit: neben Pilzen, Hefen, Bakterien und Archaea werden dort auch menschliche und tierische Zellkulturen sowie Pflanzenviren und pflanzliche Zellkulturen erforscht und archiviert.

Susanne Thiele | idw
Weitere Informationen:
http://www.dsmz.de/
http://standardsingenomics.org/index.php/sigen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics