Genforschung Dresdener Forscher entschlüsseln die Genome aller Wirbeltiere der Welt

Kanadaluchs
Auch das Genom des Kanadischen Luchses wurde jetzt entschlüsselt. Bildrechte: IMAGO

Warum sterben einige Tierarten aus und andere nicht? Und warum sind Fledermäuse resistent gegen Virus-Erkrankungen wie Ebola? Antworten auf solche Fragen liefern die Genome der Tiere. Ein internationales Forscherteam will deshalb die Genome aller 66.000 Wirbeltiere auf der Welt entschlüsseln und veröffentlichen - in einer für alle öffentlich zugänglichen Datenbank, die sie "Genom-Arche" nennen. Auch Forscher aus Dresden machen mit beim "Vertebrate Genomes Project", das jetzt die ersten 15 Genome veröffentlicht hat.

Es war wirklich zum Verzweifeln: Immer wenn die Forscher sich einzelne Gene aus einem Genom anschauen wollten, fanden sie Fehler: Teile von Genen fehlten, andere waren falsch zusammengesetzt oder fehlten komplett. Schuld war der Sequenzierungs-Prozess erklärt Bio-Informatiker Adam Phillippy vom "Vertebrate Genomes Project".

Der Sequenzierungsprozess zerfetzt dir dein schönes Genom in kleine, winzige Teilchen. Man vergleicht das oft mit einem Puzzle: Du musst es aus diesen winzigen Teilen zusammensetzen. Nur, dass dieses Puzzle Millionen Teile hat, die alle Fehler haben, und du hast keine Packung, auf der du das Ergebnis nachschauen kannst, wenn du das Genom wieder zusammenbaust.

Prof. Adam Phillippy, National Human Genome Research Institute

Das Ergebnis waren also bisher unvollständige Genom-Puzzles. Doch damit ist jetzt Schluss: Das Projekt hat mehr als 150 Experten aus zwölf Ländern zusammengebracht, um mit hochauflösenden Sequenzierungsmethoden die präzisesten und vollständigsten Genomsequenzen aller Zeiten zu erstellen. Und nicht weniger als die Genome alle 66.000 Wirbeltier-Arten weltweit sollen es werden. An drei Standorten sequenzieren Teams die Genome - eins davon am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden. Dort wurden zwei der ersten 15 Genome sequenziert - das einer Fledermaus und eines Fisches, erzählt Institutsdirektor Gene Myers.

Bei fast allen anderen Arbeiten, die es heute gibt, musst du alles nochmal machen, wenn du es wirklich für deine Forschung nutzen willst. Wir werden das einmal machen und danach nie wieder.

Prof. Eugene Myers, MPI CBG Dresden

Myers Team hat jetzt zwei der ersten 15 Genome entschlüsselt – der Anfang für einen riesige Menge an Genomen. Und damit, so Myers, "Beginn einer Entwicklung, die die Genomforschung in Zukunft umfassend und nachhaltig verändern wird.“

Bis zu einem Fünftel aller Arten sollen in Dresden sequenziert werden. Die Genome werden dann in einer „Genom-Arche" gespeichert - einer öffentlich zugänglichen, digitalen Bibliothek für Genome. Auch andere Wissenschaftler können sie dann für ihre Forschung nutzen. Doch damit nicht genug: Das internationale Forscherteam will mithilfe der Genome grundlegende Fragen der Biologie, von Krankheiten und des Artenschutzes beantworten, erklärt der Vorsitzende des „Vertebrate Genomes Project" - Neurobiologe Erich Jarvis von der Rockefeller University. Und sie blicken damit auch zurück auf eine Entwicklung, die mit dem Aussterben der Dinosaurier begann:

Sobald wir alle Genome haben, können wir herausfinden, wer das Massensterben überlebt hat und warum. Und das wird uns dabei helfen zu verstehen, wer das aktuelle Massensterben überleben kann, das der Mensch verursacht.

Prof. Erich Jarvis, Rockefeller University

Besonders für bedrohte Tierarten ist es wichtig, dass ihre Genome bekannt sind. So können Forscher zum Beispiel nach Wegen suchen, einzugreifen und das Aussterben einer Art womöglich sogar ganz zu verhindern, so Bioinformatik-Professor David Haussler. "Und insbesondere das Leben der Wirbeltiere ist so grundlegend für alles, was uns wichtig ist. Es liegt in unserer Verantwortung, nicht nur Wissenschaft zu betreiben, sondern auch sicherzustellen, dass wir das Leben auf diesem Planeten erhalten. Und die Technologie ist mittlerweile in der Lage, die Genome zu entschlüsseln, so Haussler.

Deshalb gibt es wirklich keine Entschuldigung dafür, sie nicht zu benutzen und die Schönheit des Lebens auf diesem Planeten zu verstehen. Lasst uns damit anfangen!

Professor David Haussler, University of California, Santa Cruz

Vertebrate Genomes Project Neben dem Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden werden die Genome auch an der Rockefeller University, USA, und dem Wellcome Sanger Institute, UK, sequenziert. Die Dresdner Forscher werden u.a. die Genome aller 1.300 bekannten Fledermäuse erfassen. Außerdem wollen sie alle europäischen Süßwasserfische sequenzieren. Um damit z.B. herauszubekommen, wie Umwelt und Geografie das Genom beeinflussen. Während der aktuellen Phase 1 des Projektes, werden Referenz-Genome von 260 ausgewählten Arten erstellt, die alle Wirbeltierordnungen repräsentieren, die sich seit dem letzten Massenaussterben der Dinosaurier vor 66 Millionen Jahren entwickelt haben. Das kostet pro Genomsequenz mindestens 1.000 Dollar.

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL Radio | 13. September 2019 | 14:50 Uhr

Mehr Genforschung