Mehr Gene als bisher gedacht

24. November 2012 von Laborjournal

Schon mal gemerkt, dass Studien mit dem Fazit „höher/weiter/mehr als bisher gedacht“ gerade große Konjunktur haben? Neuestes Beispiel: Gleich zwei frische Paper verkünden, dass nicht nur in Bakterien, sondern auch in frühen Eukaryoten horizontaler Gentransfer — also die Aufnahme von Genen anderer Organismen ins eigene Genom — weitaus häufiger stattfand „als bisher gedacht“.

In der ersten Studie widmeten sich chinesische Forscher den Bedingungen vor knapp einer halben Milliarden Jahre, als gewisse Moose als erste höhere Organismen das Wasser verließen. Um plausible Rückschlüsse auf diesen epochalen Landgang zu ziehen, blickten die Chinesen dem Kleinen Blasenmützenmoos Physcomitrella patens mit spezieller Software ein wenig schärfer ins bereits sequenzierte Genom. Am Ende hatten sie darin 128 Gene aus 57 verschiedenen Genfamilien identifiziert, welche die Moos-Vorfahren seinerzeit direkt aus Bakterien, Viren und Protozoen in ihr Genom integriert hatten. 39 dieser Genfamilien müssen die Urzeit-Moose laut den Autoren direkt bei oder kurz nach ihrem Landgang aufgenommen haben. Die übrigen 18 Genfamilien findet man auch heute noch in Grünalgen, woraus wohl folgt, dass die Moos-Vorläufer sie sich bereits vor dem Landgang ihrem Genom einverleibt hatten. (Mehr Details in der Originalveröffentlichung: Nature Communications, 3: 1152; publ. online 23. Oktober 2012, doi: 10.1038/ncomms2148.)

Die zweite Studie hat dagegen die millimetergroßen Bdelloid-Rädertierchen (Rotiferen) im Visier. Dies vor allem, da die wirbellosen Süßwasserbewohner seit etwa 80 Millionen Jahren streng asexuell reproduzieren und ihr Genpool sich daher eigentlich nicht verändert haben dürfte. Ein wenig aber doch, wie Forscher der University of Cambridge jetzt in PLoS Genetics beschreiben (vol. 8(11): e1003035. doi:10.1371/journal.pgen.1003035). Denn als diese sich die gesamte mRNA des Bdelloiden Adineta ricciae (siehe Bild) vornahmen, entlarvten deren Computer nahezu zehn Prozent der entsprechenden Gene als ursprünglich von anderen Organismen einverleibt (2.800 von 29.000). Rund 60 Prozent stammen ursprünglich aus Bakterien, der Rest kommt von Pilzen, Algen und Pflanzen sowie Protozoen. (Übrigens berichteten bereits 2008 US-Forscher in Science prinzipiell über ähnliche Befunde.)

Und wie und woher nahmen die Rädertier-Vorfahren die ganzen Gene auf? Dazu Seniorautor Alan Tunnacliffe im Interview: „Wir wissen nicht, wie genau der Gentransfer zustande kam, aber ziemlich sicher spielte DNA in organischen Ablagerungen eine Rolle. Der Lebensraum der Bdelloiden ist voll davon, und sie essen alles, was kleiner ist als ihr Kopf.“

Man sollte sich wohl darauf einstellen, dass sehr wahrscheinlich auch die Genome höherer Wirbeltiere mehr Gene enthalten, die einstmals horizontal von anderen Organismen aufgenommen wurden, „als bisher gedacht“.

 

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