Freitag, 13. März 2015

Forscher finden "fremde Gene" in Menschen und Tieren


Der phylogenetische der menschclichen HAS1-Hene. | Copyright: Crisp et al. Genome Biology

Cambridge (England) - Viele Tiere und auch wir Menschen weisen in ihrer Erbinformation fremde Gene auf, die sie nicht von ihren Vorfahren vererbt bekamen. Zu diesem Schluss kommen englische Genetiker und stellen damit konventionelle Ansichten über die animalische Evolution in Frage, nach der diese einzig von jenen Genen abhängt, die über den eigenen Stammbaum weitergegeben werden.

Wie die Forscher um Alastair Crisp von der University of Cambridge aktuell im Fachjournal "Genome Biology" (DOI: 10.1186/s13059-015-0607-3) berichten, handele es sich bei den fremden Genen mehrheitlich um die von Mikroorganismen, die sich einst gemeinsam mit den jeweiligen höheren Lebensformen die Lebensräume teilten.


Zwar war der sogenannte horizontale Gentransfer - also die Weitergabe von Genen zwischen unterschiedlichen Organismen innerhalb der gleichen Lebensräume - bislang schon von einzelligen Organismen (wurde hier auch als wichtiger Vorgang für die schnelle Entwicklung von Resistenzen von Bakterien betrachtet) und einfachen Lebensformen wie Fadenwürmern, einigen einfachen pflanzen und Insekten bekannt, dass dieser horizontale Gentransfer jedoch auch bei höheren, komplexeren Tieren und sogar beim Menschen stattfindet und hier sogar für die Entstehung hunderter aktiver Gene verantwortlich war, galt bislang unter Wissenschaftler als höchst umstritten.


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"Dies ist die erste Studie die nicht nur nachweist, dass der horizontale Gentransfer auch bei möglicherweise allen höheren Tieren und somit auch beim Menschen vorkommt, sondern dass dieser Prozess auch immer noch andauert - wir also unsere Vorstellungen von Evolution neu überdenken müssen", so Crisp.

In ihrer Studie untersuchten die Forscher die Genome von 12 unterschiedlichen Arten von Fruchtfliegen, vier Arten von Fadenwürmern und 10 Primatenarten darunter auch des Menschen.


Wie sich zeigte, erlangten die Wirbeltiere beispielsweise die ABO-Blutgruppensystemgene und einige Enzymgene für den Stoffwechsel durch besagten horizontalen Gentransfer. Speziell beim Menschen konnten die Forscher 17 bislang unbekannte Gene aufzeigen, die durch diesen horizontalen Gentransfer erlangt wurden. Darüber hinaus identifizierten sie zusätzlich 128 fremde Gene im menschlichen Genom, die bislang noch nicht dokumentiert wurden. Einige dieser Gene spielen beispielsweise eine Rolle für den Fettstoffwechsel oder immunologische Abwehrreaktionen, Proteinmodifikationen und antioxidante Aktivitäten.


Anhand ihrer Analysen gehen die Genetiker davon aus, dass wir Menschen diese Gene von Bakterien und sogenannten Protisten übernommen haben. 50 der bei Primaten entdeckten fremden Gene stammen zudem wahrscheinlich von Viren, andere von Pilzen.


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Darüber hinaus können die Forscher aufzeigen, dass die meisten der durch horizontalen Gentransfer an Primaten übertragenen Gene schon vor Urzeiten vererbt wurden. Diesen Transfer siedeln die Forscher zeitlich wahrscheinlich zwischen dem Vorfahren der Chordatiere (ein Stamm des Tierreichs, zu dem auch die Menschen zählen) und den Auftauchen der Vorfahren der Primaten an.

Neben dem horizontalen Gentransfer zwischen Mikroorganismen und höheren Lebewesen sei zudem auch der Transfer zwischen komplexen mehrzelligen Lebensformen untereinander vorstellbar.


Die Ergebnisse der Studie haben aber auch Auswirkungen auf die Gensequenzierung im Allgemeinen, da Genom-Projekte bislang bakterielle Sequenzen automatisch ausgesondert haben, da man davon ausging, dass es sich ausschließlich um Verunreinigungen der Proben gehandelt habe. Während natürlich auch weiterhin die Suche und Säuberung von verunreinigten Genomen notwendig sei, dürfe zukünftig aber die Möglichkeit nicht außer Acht gelassen werden, dass entsprechende Sequenzen Teil des eigentlichen Genoms sind und einst durch horizontalen Gentransfer übertragen wurden, so die Forscher abschließend.


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