Studie stellt Genomvariation heraus
Eine neue Forschungsarbeit von deutschen und amerikanischen Forschern hat die vielen Variationen herausgestellt, die in den Genomen von Individuen derselben Spezies zu finden sind. Die leicht anzubauende Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand oder Schotenkresse), die außerdem einen kurzen Lebenszyklus besitzt, wird von Biologen seit Jahren eingesetzt, um die Grundlagen der Pflanzenwissenschaft zu studieren. Sie hat außerdem ein relativ kleines Erbgut, das im Jahr 2000 entschlüsselt wurde. Allerdings unterscheiden sich wilde Ackerschmalwand-Pflanzen im Aussehen sehr von den Stämmen, die allgemein im Labor gezüchtet werden. In ihrem Artikel im Magazin Science erklären die Wissenschaftler, wie sie die Genome von 20 verschiedenen Stämmen der Ackerschmalwand analysiert haben. Außerdem ging es um die Frage, welche Gene innerhalb der Spezies gleich waren und welche Gene die größten Unterschiede aufwiesen. "Wir haben herausgefunden, dass eines von zehn Genen sehr unterschiedlich ist", sagte Detlef Weigel vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie. "Diese Variabilität bei einem derart windschnittigen Genom, das außerdem im Gegensatz zu größeren Genomen weniger Müll-DNA besitzt, hat uns wirklich überrascht." Die Studie hat aufgedeckt, dass Gene, die an grundlegenden Zellfunktionen wie der Proteinproduktion oder der Genregulation beteiligt sind, sehr wenig Variabilität zeigen. Im Gegensatz dazu sind Gene, die an der Regulierung der Interaktionen der Pflanze mit der Umgebung und anderen Organismen beteiligt sind, sehr variabel. Dies sind die Gene, die beispielsweise der Pflanze dabei helfen, Krankheitserreger zu bekämpfen oder mit extremer Hitze oder Trockenheit umzugehen. "Die genetische Variabilität scheint tatsächlich die Anpassung an lokale Besonderheiten widerzuspiegeln", erklärte Professor Weigel. "Durch Ausweitung unserer Arbeiten auf andere Arten erhoffen wir uns Erkenntnisse, wie man Nutzpflanzen züchten kann, die besonders gut an wechselnde Wachstumsbedingungen angepasst sind." Professor Weigel kooperiert bereits mit dem Internationalen Reisforschungsinstitut (IRRI) auf den Philippinen, um die Methoden, die bei der Arbeit mit Arabidopsis angewandt wurden, auf zwanzig Reissorten anzuwenden. Die Forschung wirft auch Fragen über den Wert von sequenzierten Modellgenomen auf. "Das Genom gibt es nicht", fügte Professor Weigel hinzu. "Die Einsicht, dass die DNA-Sequenz eines Individuums bei Weitem nicht ausreicht, um das genetische Potenzial einer ganze Art umfassend zu verstehen, treibt viele Bemühungen in der Humangenetik an."
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