Das Arabidobsis-Genom

von Karin Hollrichter (Laborjournal-Ausgabe 08, 1999)

AGI das ist quasi HUGO für Pflanzen und steht für Arabidopsis Genome Initiative (http://genome-www.stanford.edu/Arabidopsis/agi.html). 1996 beschlossen Forscher aus den USA, Europa und Japan in einer konzertierten Aktion das Genom von Arabidopsi thaliana zu sequenzieren. Zum Wohle aller Pflanzenforscher, die sich dann aus den Banken voller Klone, Sequenzen, Contigs und Daten nach Belieben bedienen können. Im Juni 1999 meldeten zwei Arbeitsgruppen die ersten "großen" Ergebnisse, nämlich die komplette physikalische Kartierung des Arabidopsis-Genoms.

Marco Marra et al. (Nature Genetics 22, 265-270) konstruierten eine Karte mit Hilfe der Fingerprints von über 20.000 BAC-Klonen. Die Forscher fanden 196 Contigs mit jeweils mehr als drei Klonen sowie 86 Contigs mit jeweils über 100 Klonen. Jetzt müssen die Contigs in die genetischen Karten eingeordnet werden.

Unter Leitung von Thomas Altman vom Golmer MPI für molekulare Pflanzenphysiologie schlugen Teresa Mozo et al. (ibid., 271-275) einen anderen Weg ein. Sie bildeten Contigs, indem sie Endproben von BAC-Klonen sukzessive mit einer BAC-Bank hybdridisierten. Lücken füllten sie mit Klonen aus anderen Banken. So hatte diese Karte letztlich weniger Lücken als die von Marra und Kollegen: Sie enthält 27 Contigs. 24 davon konnten in die wichtigste genetische Referenz-Karte der Arabidopsis-Community eingefügt werden. Diese Karte wurde mit rekombinanten Inzucht-Linien (RI=recombinant inbred) am John-Innes-Centre in Norwich angefertigt. Große Unterschiede zwischen den Karten fanden die Forscher nicht. Lediglich über die genaue Position des Zentromers auf dem Chromosom Y herrscht noch Unklarheit. Die Forscher errechneten, dass das Genom mit seinen fünf Chromosomen etwa 123,5 Mb umfasst, also ungefähr so groß ist wie ein durchschnittliches menschliches Chromosom.

Physikalische Karten sind wertvolle Hilfen für die Sequenzierer. BAC-Contigs mit minimaler Überlappung (tiling path) können Doppel-Sequenzierung vermeiden helfen. Nach Chromosomen-Armen aufgeteilt arbeiten sechs Trupps mit je mehreren Laboren an der DNA-Analyse. Das Chromosom II ist bereits fertig. Europäische Labors sequenzieren die unteren Hälften der Chromosomen III und IV, sowie den oberen Teil von Chromosom Y. Wer was wie macht, findet man im Internet unter http://genome-www.stanford.edu/Arabidopsis/prograpt.html und in der 98er Genom-Ausgabe von Science (Bd. 282, S. 66-682). Am 26. August stand die "Genom-Uhr" bei 89.608 sequenzierten Kilobasen (68,9% des Genoms), davon sind 57.556 kb annotiert.

Doch wozu die ganze Sequenziererei? Damit das Klonieren und die Funktionsanalyse schneller gehen. Der Tübinger Gerd Jürgens berichtet: "Für das Map-based Cloning unseres ersten Arabidopsis-Gens, Gnom, brauchten wir vier Jahre. Heute kann man das innerhalb einer Diplom-Arbeit schaffen, wenn alles gut geht", sagt Jürgens. Noch allerdings kann man in Marker-Wüsten landen, wenn man Pech hat. Diese Gefahr soll jedoch nur noch bis Mitte 2000 bestehen - dann wollen die Sequenzierer durch sein mit dem Arabidopsis-Genom.



Letzte Änderungen: 19.10.2004