Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Regensburger Software charakterisiert die Funktion unbekannter Gene

23.12.2010
Die Arbeit eines Bioinformatikers hat auf den ersten Blick eher wenig mit Genetik gemein – er sitzt nicht im Labor, sondern in Räumen, die mit Computern vollgestopft sind. Dennoch ist die Arbeit von Bioinformatikern von zentraler Bedeutung für die Genetik. Die Bioinformatik liefert z.B. Software-Programme, mit denen die genaue Zusammensetzung einzelner Gene untersucht werden kann. Während das Genom das gesamte Erbgut eines Organismus bezeichnet, beinhaltet ein Gen als Abschnitt auf dem Genom die Erbinformation für ein Protein, das aus einer bestimmten Abfolge von Aminosäuren aufgebaut ist. Innerhalb der Protein-codierenden Gene legt wiederum die Abfolge der DNA-Basen die Reihenfolge der Aminosäuren im jeweiligen Protein fest: Im genetischen Code stehen jeweils drei Basen (ein Triplett oder Codon) für eine bestimmte Aminosäure. Durch die computergestützte Untersuchung des Codon-Gebrauchs – also der von Spezies zu Spezies unterschiedlichen Häufigkeit, mit der ein Codon für die Codierung einer bestimmten Aminosäure verwendet wird – können Bioinformatiker deshalb Rückschlüsse auf die Feinstruktur des Genoms ziehen.

Auf dieser Grundlage konnte bei vielen mikrobiellen Genomen eine Bevorzugung für eine kleine Zahl von Codons in solchen Genen festgestellt werden, deren „Produkte“ (Proteine) von der Zelle in großer Anzahl benötigt werden oder die in für das Überleben kritischen Situationen rasch hergestellt werden müssen. Dieser Codon-Gebrauch optimiert die Qualität der Proteinbiosynthese sowie deren Geschwindigkeit und ist ein wichtiger Faktor für das Zellwachstum. Unklar war allerdings bislang, welche Stoffwechselleistungen von dieser Translationsoptimierung profitieren. Mit einer neuen Software konnten Bioinformatiker um PD Dr. Rainer Merkl vom Institut für Biophysik und physikalische Biochemie der Universität Regensburg nun Licht ins Dunkel bringen. Die Regensburger Wissenschaftler führten in diesem Zusammenhang eine systematische Analyse von 388 mikrobiellen Genomen – Bakterien und Archaeen – durch. Für jede Spezies wurden eine Menge von translationsoptimierten Proteinen identifiziert und von den Forschern als das jeweils artspezifische „Effektom“ definiert.

Im Rahmen der Untersuchungen konnten die Forscher zeigen, dass die Lebensumgebungen der verschiedenen Spezies nur wenig Einfluss auf die Zusammensetzung des jeweiligen „Effektoms“ haben. Vielmehr fanden die Wissenschaftler heraus, dass die „Effektome“ im Wesentlichen aus der Teilmenge des Proteoms (der Gesamtheit aller Proteine in einem Lebewesen) bestehen, die zentrale Prozesse mikrobiellen Lebens aufrechterhält. Darüber hinaus beinhalten die Effektome aber auch Enzyme, die für den Abbau zellschädigender Substanzen und für die Überwindung von Stresssituationen verantwortlich sind. Somit konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass das Zellwachstum zwar ein wichtiger, aber nicht der einzige Faktor ist, der die Translationsoptimierung per Codon-Gebrauch steuert. Die Regensburger Forscher leisteten mit dieser Arbeit auch einen wichtigen Beitrag zur Funktionsaufklärung bislang unbekannter Gene, da sie diejenigen identifizierten, die für das Überleben der Art essentiell sein müssen.

Die Ergebnisse der Untersuchungen sind vor kurzem in der renommierten Fachzeitschrift BMC Genomics erschienen (DOI: 10.1186/1471-2164-11-617).



Zur Bioinformatik:

Die Bioinformatik führt die beiden Disziplinen Informationstechnik und Molekularbiologie zusammen. Sie ist somit ein Zweig der anwendungsorientierten Informatik und eine wichtige Komponente moderner Biologie. Sie führt in der Medizin zu Schlüsselprodukten – meistens Softwaresystemen –, die bei der auf molekularbiologischem Wissen basierenden Diagnose und Therapie von Krankheiten sowie beim Medikamentenentwurf eingesetzt werden können.

Ansprechpartner für Medienvertreter:

PD Dr. Rainer Merkl
Universität Regensburg
Institut für Biophysik und physikalische Biochemie
Tel: 0941 943-3086
Rainer.Merkl@

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.biologie.uni-regensburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft
27.04.2017 | Kompetenzzentrum - Das virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH

nachricht Ergonomie am Arbeitsplatz: Kamera erkennt ungesunde Bewegungen
24.04.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie