Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ruhe im Genom

12.07.2016

Im Erbgut höherer Säugetiere und Beuteltiere gibt es überraschend viele mobile Elemente. Diese sogennanten „springenden Gene“ sind beim Tasmanischen Teufel nicht mehr in der Lage ihre Position im Genom zu verändern. Gleiches gilt für andere australische, nah verwandte Beuteltiere. Das geht aus einer experimentellen genetischen Analyse hervor, wie Senckenberg-Wissenschaftlerinnnen im Fachjournal „Genome Biology and Evolution“ schreiben. Das „Springen“ ist eine der Möglichkeiten, um die genetische Vielfalt einer Art zu erhöhen. Eine Deaktivierung dieses Mechanismus könnte dazu führen, dass sich die Tiere schlechter an veränderte Umweltbedingungen anpassen können.

„Springende Gene“ wie die „LINE-1-Elemente“ haben die Fähigkeit sich selbst zu kopieren und an zufälliger Stelle im Erbgut wieder einzufügen. Wie Untersuchungen zeigen, machen diese Gene circa 15 bis 20 Prozent des Genoms höherer Säugetiere und Beuteltiere aus. Wenn sich „springende Gene“ an anderer Stelle wieder einbauen, verändern sie das Genom und treiben durch diese kleinen Anpassungen des Erbguts die Evolution voran.


Der Beutelteufel, auch Tasmanischer Teufel genannt, (Sarcophilus harrisii)

© Maria Nilsson-Janke

Frankfurter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten jetzt nachweisen, dass die „springenden Gene“ im Erbgut des Tasmanischen Teufels zwar vorhanden sind, aber die Fähigkeit zum Kopieren und Einfügen verloren haben.

„Es gibt beim Tasmanischen Teufel seit längerem keine LINE-1-Elemente, die sich in ihrem Zustand im Genom von selbst kopieren können, unter anderem weil das dafür notwendige Gen für das Schlüsselenzym – die Reverse Transkriptase – defekt ist. Auch bei den Schwesterarten – Schwarzschwanz-Beutelmarder und Fettschwanz-Beutelmaus – haben wir keine intakten Genkopien des Enzyms gefunden“, erklärt Dr. Maria Nilsson, Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum.

Im Rahmen der Studie hatte ein Team um Nachwuchsgruppenleiterin Nilsson mehrere hundert LINE-1-Elemente aus den Beuteltierarten sequenziert und hinsichtlich ihrer potentiellen Aktivität analysiert. Das Experiment bestätigt ihren Befund, der sich bereits vergangenes Jahr in einer Computeranalyse des kompletten Genoms des Tasmanischen Teufels angedeutet hatte. Durch das experimentelle Design konnten nun die letzten Zweifel am Ergebnis der computergestützten Analyse ausgeräumt werden.

Inaktive LINE-1-Elemente sind außer bei Beuteltieren im Rahmen anderer Studien nur noch in südamerikanischen Nagetieren, Flughunden und Erdhörnchen nachgewiesen worden. Allerdings tragen nicht alle Beuteltiere den hier beobachteten Gendefekt. Das nordamerikanische Oppossum, ein entfernter Verwandter von Tasmanischem Teufel, Beutelmarder & Co., besitzt viele aktive LINE-1-Elemente und nachweislich auch das intakte Gen.

„Das könnte bedeuten, dass die Stilllegung ein genereller Trend bei australischen Beuteltieren ist. Bei deren gemeinsamen Vorfahren waren noch aktive LINE-1-Elemente vorhanden, die dann nach der Aufspaltung der Arten im Verlauf ihrer Evolution jeweils auch eigenständig inaktiv wurden“, erläutert Dr. Susanne Gallus, Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum.

Aktiv „springende Gene“ können möglicherweise durch ihre willkürliche Platzierung im Erbgut Gendefekte im Organismus verursachen. Dennoch macht eine Stilllegung nur auf den ersten Blick Sinn: Das chaotische Kopieren und Einfügen erhöht nämlich die genetische Vielfalt eines Organismus. Indem sich diese Elemente in oder in die Nähe von codierenden Bereichen von Genen einbauen, können sie Genfunktionen oder die Genexpression verändern. Beides ist Voraussetzung, um sich an neue Umweltbedingungen – beispielsweise steigende Temperaturen – anzupassen.

Die Inaktivität der LINE-1-Elemente könnte daher in evolutionären Zeiträumen die Anpassungsfähigkeit bei Tasmanischem Teufel, Beutelmarder und Beutelmaus stark beeinflussen. Welche evolutiven Auswirkungen das Fehlen der genetischen Sprungfeder tatsächlich hat, ist nun die nächste Frage, der Dr. Nilsson und ihr Team nachgehen werden.

Kontakt
Dr. Maria Nilsson-Janke
Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum
Tel. 069- 7542 1829
Maria.nilsson-janke@senckenberg.de

Dr. Susanne Gallus
Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum
Tel. 069- 7542 1828
Susanne.gallus@senckenberg.de

Sabine Wendler
Pressestelle
Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum
Tel. 069- 7542 1818
pressestelle@senckenberg.de

Publikation
Gallus, S., Lammers, F., Nilsson, M.A. (2016): When genomics is not enough: experimental evidence for a decrease of LINE-1 activity during the evolution of Australian marsuptials. Genome Biology and Evolution, doi: 10.1093/gbe/evw159
http://gbe.oxfordjournals.org/content/early/2016/07/05/gbe.evw159.short?rss=1

Die Pressebilder können kostenfrei für redaktionelle Bericht­erstattung verwendet werden unter der Voraussetzung, dass der genannte Urheber mit veröffentlicht wird. Eine Weiter­gabe an Dritte ist nur im Rahmen der aktuellen Berichterstattung zulässig.Pressemitteilung und Bildmaterial finden Sie auch unter http://www.senckenberg.de/presse

Die Natur mit ihrer unendlichen Vielfalt an Lebensformen zu erforschen und zu verstehen, um sie als Lebensgrundlage für zukünftige Generationen erhalten und nachhaltig nutzen zu können - dafür arbeitet die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung seit nunmehr fast 200 Jahren. Diese integrative „Geobiodiversitätsforschung“ sowie die Vermittlung von Forschung und Wissenschaft sind die Aufgaben Senckenbergs. Drei Naturmuseen in Frankfurt, Görlitz und Dresden zeigen die Vielfalt des Lebens und die Entwicklung der Erde über Jahrmillionen. Die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ist ein Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Das Senckenberg Naturmuseum in Frankfurt am Main wird von der Stadt Frankfurt am Main sowie vielen weiteren Partnern gefördert. Mehr Informationen unter http://www.senckenberg.de.

2016 ist Leibniz-Jahr. Anlässlich des 370. Geburtstags und des 300. Todestags des Universalgelehrten Gottfried Wilhelm Leibniz (*1.7.1646 in Leipzig, † 14.11.1716 in Hannover) veranstaltet die Leibniz-Gemeinschaft ein großes Themenjahr. Unter dem Titel „die beste der möglichen Welten“ – einem Leibniz-Zitat – rückt sie die Vielfalt und die Aktualität der Themen in den Blick, denen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der bundesweit 88 Leibniz-Einrichtungen widmen. http://www.bestewelten.de

Sabine Wendler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Goldkugel im goldenen Käfig
21.03.2019 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Wichtiger Mechanismus der Antigenpräsentation in Wächterzellen des Immunsystems enträtselt
21.03.2019 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

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: Goldkugel im goldenen Käfig

„Goldenes Fulleren“: Liganden-geschützter Nanocluster aus 32 Goldatomen

Forschern ist es gelungen, eine winzige Struktur aus 32 Goldatomen zu synthetisieren. Dieser Nanocluster hat einen Kern aus 12 Goldatomen, der von einer Schale...

Im Focus: Wichtiger Mechanismus der Antigenpräsentation in Wächterzellen des Immunsystems enträtselt

TWINCORE-Forscher entschlüsseln, wie der Transport von Antigenfragmenten auf die Oberfläche von Immunzellen des Menschen reguliert wird

Dendritische Zellen sind die Wächter unserer Immunabwehr. Sie lauern fremden Eindringlingen auf, schlucken sie, zerlegen sie in Bruchstücke und präsentieren...

Im Focus: Selbstheilender Lack aus Maisstärke lässt kleine Kratzer durch Wärme verschwinden

Ein neuer Lack aus Maisstärke ist wegen der besonderen Anordnung seiner Moleküle in der Lage, durch Wärme kleine Kratzer von selbst zu reparieren: Die Vernetzung über ringförmige Moleküle macht das Material beweglich, sodass es die Kratzer ausgleicht und diese wieder verschwinden.

Oberflächliche Mikrokratzer in der Autokarosserie oder auf anderen Hochglanzoberflächen sind harmlos, aber ärgerlich. Gerade im Luxussegment zeichnen sich...

Im Focus: Self-healing coating made of corn starch makes small scratches disappear through heat

Due to the special arrangement of its molecules, a new coating made of corn starch is able to repair small scratches by itself through heat: The cross-linking via ring-shaped molecules makes the material mobile, so that it compensates for the scratches and these disappear again.

Superficial micro-scratches on the car body or on other high-gloss surfaces are harmless, but annoying. Especially in the luxury segment such surfaces are...

Im Focus: Kartographie eines fernen Sterns

Der am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) gefertigte Spektrograph PEPSI zeigt erste Aufnahmen der Struktur des Magnetfelds auf der Oberfläche eines weit entfernten Sterns. Mittels innovativer Verfahren lassen sich damit neue Erkenntnisse über die Vorgänge auf der Sternoberfläche gewinnen. Die Ergebnisse stellte ein Wissenschaftlerteam nun in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics vor.

Selbst mit den größten Teleskopen erscheinen die Oberflächen entfernter Sterne normalerweise nur als Lichtpunkte. Eine detaillierte Auflösung wird erst mittels...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größte nationale Tagung 2019 für Nuklearmedizin in Bremen

21.03.2019 | Veranstaltungen

6. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztage vom 25. bis 26.3. 2019

21.03.2019 | Veranstaltungen

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungen

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

Goldkugel im goldenen Käfig

21.03.2019 | Biowissenschaften Chemie

Wichtiger Mechanismus der Antigenpräsentation in Wächterzellen des Immunsystems enträtselt

21.03.2019 | Biowissenschaften Chemie

Technik im Selbstcheck – DFKI präsentiert innovatives Verifikationsverfahren auf der Hannover Messe

21.03.2019 | HANNOVER MESSE

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