Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Koboldmaki-Erbgut liefert neue Einblicke in die Evolution der Primaten

06.10.2016

Ein Forscherteam hat das Koboldmaki-Erbgut analysiert und dabei neue Erkenntnisse über die Evolution der Primaten und springender Gene gewonnen

Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat das Erbgut des Philippinischen Koboldmakis analysiert. Die Ergebnisse ermöglichen neue Einblicke in die frühe Primatenevolution. An der Studie waren das Institut für Experimentelle Pathologie der Medizinischen Fakultät Münster, das McDonnell Genome Institute Washington, die University of California in Santa Cruz sowie das Deutsche Primatenzentrum (DPZ) – Leibniz-Institut für Primatenforschung in Göttingen beteiligt.


Ein Koboldmaki (Carlito syrichta) mit seiner Beute.

Foto: David Haring/Duke Lemur Center

Durch die Untersuchungen von speziellen DNS-Abschnitten, den sogenannten springenden Genen, im Erbgut der kleinen Waldbewohner, haben die Forscher neue Elemente und deren Verteilungsmechanismen entdeckt. Außerdem konnten sie die Aktivitätsmuster verschiedener anderer springender Gene im Laufe der Primatenevolution aufklären. Da der Mensch ebenfalls zu den Primaten gehört, können die Forscher anhand der Ergebnisse Rückschlüsse auf unsere eigene Entwicklung ziehen (Nature Communications 7, 12997).

Abenddämmerung im philippinischen Regenwald. Im dichten Geäst einer Baumkrone ist ein ungewöhnliches Kerlchen aufgewacht. Der etwa faustgroße Waldbewohner klettert aus seiner Baumhöhle und macht sich für die Nacht bereit. Mit seinen großen Kugelaugen, jedes davon größer als sein Gehirn, nimmt der Philippinische Koboldmaki eine Heuschrecke ins Visier. Die Augen kann er zwar nicht bewegen, aber dank seiner stark modifizierten Halswirbel kann er seinen Kopf um 180 Grad in jede Richtung drehen.

Mit seinen langen, spindeldünnen Fingern greift der kleine Fleisch- und Insektenfresser die Heuschrecke und verspeist sie genüsslich. Seine mit speziellen Fußwurzeln ausgestatteten Füßchen gaben ihm den wissenschaftlichen Namen Tarsier (Singular Tarsius). Die kräftigen Hinterbeine ermöglichen es ihm, bis zu sechs Meter weit von Baum zu Baum zu springen. Mit rund 150 Gramm ist der Koboldmaki leichter als zwei Tafeln Schokolade. Für die Forschung hingegen ist er ein Schwergewicht, da er stammesgeschichtlich einen bisher kaum erforschten Zeitraum der Primatenevolution abdeckt.

Was kann solch ein sonderbarer Zeitgenosse über die frühe Evolution der Primaten erzählen? Die Antwort liegt versteckt im Erbgut. Um herauszufinden, was den kleinen Affen so einzigartig macht, nutzte ein deutsch-amerikanisches Forscherteam moderne, gentechnische Methoden (unter anderem Hochdurchsatz-Sequenzierung), um sein Erbgut zu entschlüsseln. Bei den anschließenden, detaillierten Analysen des Erbguts wurde besonderes Augenmerk auf sogenannte springende Gene gelegt, die eine wichtige Rolle bei der Evolution von Genen und Genomen und somit auch für die Evolution der Primaten spielen können.

Die Wissenschaftler um Jürgen Schmitz vom Institut für Experimentelle Pathologie der Medizinischen Fakultät Münster und Wesley Warren vom McDonnell Genome Institute Washington interessierten sich speziell für die Analyse springender Gene innerhalb der Koboldmakis. „Wir können durch die Analyse ihrer springenden Elemente viel über unsere eigene Evolution lernen“, erklärt Jürgen Schmitz, Leiter der Studie. Diese springenden Gene sind DNS-Abschnitte, die sich selbst kopieren und neue Positionen im Erbgut einnehmen können.

Wie beim Menschen machen die springenden Gene bei Koboldmakis rund die Hälfte des Erbgutes aus. Gemeinsam mit der University of California, Santa Cruz sowie Christian Roos und Angela Noll vom Deutschen Primatenzentrum (DPZ) in Göttingen konnten die Wissenschaftler bisher unbekannte springende Gene entdecken und deren Verteilungsmechanismen erklären. „Dank des vorliegenden Koboldmaki-Erbguts war es uns möglich, Integrationen springender Gene zu erkennen, die bereits sehr lange zurückliegen“, erläutert Jürgen Schmitz.

Vergleichsstudien mit anderen Primaten zeigen, dass vor etwa 50 Millionen Jahren, in der frühen Stammeslinie der Trockennasenaffen, viele dieser Gene ihren springenden Charakter verloren haben. Stattdessen evolvierten bei Affen andere Formen von springenden Genen, die heute einen sehr großen Teil unseres eigenen Erbgutes ausmachen. Vermutlich war ein extremer Rückgang in der Primatenpopulation der Grund für den Wechsel. Das Erbgut des Koboldmakis ist in der stammesgeschichtlichen Entwicklung von besonders großem wissenschaftlichen Interesse, da er Merkmale zweier verschiedener Primatengruppen besitzt – sowohl Merkmale der Feuchtnasenaffen, denen die Lemuren und Loris angehören, als auch Merkmale der höheren Primaten, denen die Affen und Menschen angehören.

„Wir haben den ersten Nachweis dafür gefunden, dass ein komplettes Erbgut eines Mitochondriums in ein Kernerbgut integriert worden ist“, erklärt Jürgen Schmitz. „Mitochondrien sind zelluläre Organellen, die eine eigene Erbsubstanz besitzen. Ein kompletter Einbau ist bei Säugetieren zuvor noch nie nachgewiesen worden.“

Außerdem konnten auch verschiedene Gene identifiziert werden, die den kleinen Waldbewohner so einzigartig machen und beispielsweise für die ausgeprägte Sehfähigkeit und die außerordentliche Sprungfähigkeit verantwortlich sind. Die Analysen zeigten zudem, dass die Populationsgröße des Koboldmakis zurzeit leider auf dem niedrigsten Stand seiner bisherigen Geschichte ist.

„Wie hoffen, dass unsere neuen Forschungsergebnisse und die einzigartige Position des Koboldmakis in der Stammesgeschichte der Primaten viele weiterführende Studien nach sich ziehen werden, die sowohl ein tiefergehendes Verständnis für die Biodiversität und Genetik der Primaten, als auch eine gesteigerte Aufmerksamkeit für diese besonderen Tiere zum Ziel haben werden“, fasst Angela Noll vom Deutschen Primatenzentrum die Bedeutung der Studie zusammen.

Originalpublikation

Schmitz, J. et al. (2016): Genome sequence of the basal haplorrhine primate Tarsius syrichta reveals unusual insertions. Nat. Commun. 7, 12997 doi: 10.1038/ncomms12997.

Kontakt und Hinweise für Redaktionen

Dr. Angela Noll
Tel: +49 551 3851-481
E-Mail: ANoll@dpz.eu

Dr. Christian Roos
Tel: +49 551 3851-300
E-Mail: CRoos@dpz.eu

Dr. Sylvia Siersleben (Kommunikation)
Tel: +49 551 3851-163
E-Mail: ssiersleben@dpz.eu

Druckfähige Bilder finden Sie in unserer Mediathek. Die Pressemitteilung mit weiterführenden Informationen finden Sie nach Ablauf der Sperrfrist auch auf unserer Website. Bitte senden Sie uns bei Veröffentlichung einen Beleg.

Bildunterschriften

P1: Ein Koboldmaki (Carlito syrichta) mit seiner Beute. Foto: David Haring/Duke Lemur Center

P2: Eine wissenschaftliche Zeichnung von Carlito syrichta. Bild: Jón Baldur Hlídberg, www.fauna.is

P3: Dr. Angela Noll ist seit Juli 2015 Bioinformatikerin in der Abteilung Primatengenetik am DPZ. Foto: Karin Tilch

Weitere Informationen:

http://www.dpz.eu - Homepage Deutsches Primatenzentrum
http://medien.dpz.eu/webgate/keyword.html?currentContainerId=3601 - Druckfähige Bilder

Dr. Susanne Diederich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aus-Schalter für Nebenwirkungen
22.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

nachricht Ein Fall von „Kiss and Tell“: Chromosomales Kissing wird fassbarer
22.06.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

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

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

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