Gegen genetische Gesetze Hefepilz-DNA macht, was sie will

DNA kennen wir aus der Schule. Sie ist dafür verantwortlich, dass alles an uns dran ist: Kopf, fünf Finger, zwei Beine. Das klappt aber nur, wenn die DNA auch tatsächlich hundertprozentig funktioniert - das heißt, immer gleich ist. Das dachte die Forschung jedenfalls bisher. Doch Wissenschaftler aus Deutschland und England haben jetzt einen Hefepilz entdeckt, der diese Gesetze einfach missachtet.

von Annegret Faber

Blaue Doppelhelix
Hefepilz-DNA hält sich nicht an die Gesetze der DNA Bildrechte: Mitteldeutscher Rundfunk

Diese Hefe ist so ungewöhnlich wie ihre DNA. Sie lebt in den Taschen von Käfern und wird von Baum zu Baum getragen. Die Käfer bauen damit Pilzplantagen an, von denen sie sich ernähren. Der Bioinformatiker und Leiter der Studie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Martin Kollmar sagt, es gibt diese Art Hefe schon seit mindestens 100 Millionen Jahren.

Das schätzen wir aus dem Vergleich mit ähnlichen Hefearten, die bislang bekannt sind. Also diese 'Ascoidea asiatica' lebt möglicherweise seit 100 Millionen Jahren in der Tasche des Käfers und wird seitdem herum getragen.

Dr. Martin Kollmar, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

100 Millionen Jahre ist richtig viel im Vergleich zum modernen Menschen, den es erst seit 300.000 Jahren gibt. Und wichtig für das Überleben in der Evolution ist eine gut funktionierende DNA. Wissenschaftler gingen bisher davon aus, dass ein klares, eindeutig berechenbar Erbgut die beste Voraussetzung dafür ist.

Man braucht Regeln um einen Code in einen anderen zu übersetzen und die wichtigste Regel dabei ist, dass das eine eindeutige Übersetzung ist. Doch dieser Hefepilz bricht mit dieser Regel, das heißt, die Übersetzung ist nicht mehr eindeutig, sie wird gewürfelt.

Dr. Martin Kollmar, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie
Extreme Nahaufnahme einer DNA-Doppelhelix
Die Hefepilz-DNA "würfelt" ihre Übersetzung in Aminosäuren. Bildrechte: IMAGO

Auf der DNA des Menschen und aller Lebewesen sind verschiedene Informationen kodiert:  "wo" etwas passiert - zum Beispiel im Gehirn, im Herz, oder bei der Pflanze in der Wurzel oder Blüte; "wann" etwas passiert - zum Beispiel im Embryo, in der Kindheit, oder später in der Frau bei der Schwangerschaft und "wie" etwas passiert. Beim "Wie", also der Übersetzung der DNA in Proteine, tanzt der Hefepilz aus der Reihe.

Eine bestimmte Abfolge von DNA-Basen wird nicht immer in dieselbe Aminosäure übersetzt, stattdessen wird  zufällig zwischen zwei Varianten entschieden. Verglichen mit einer Tastatur wäre das so, als hätte man ein paar Buchstaben ausgetauscht. Den Text könnte niemand mehr entziffern. Die DNA des Hefepilzes wählt einfach im Verhältnis fünzig zu fünfzig zwischen zwei verschiedenen Aminosäuren, sagt Kollmar. Es sei wie ein Würfelspiel. Und nicht nur das. Die uralte Hefe würfelt ständig neu. So etwas habe Martin Kollmar noch nie gesehen.

Das ist die erste Hefe oder der erste Organismus überhaupt weltweit, bei dem so etwas entdeckt wurde.

Dr. Martin Kollmar, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

Doch was bedeutet das für unser Wissen über die DNA? Erst einmal sei es nur eine Entdeckung. Zwar eine umwerfende, aber viel ändern wird sich erst einmal nicht.

Dafür bleiben aber viele Fragen: Wieso konnte der Organismus, der mit DNA würfelt, so lange überleben und ist der Fund ein absoluter Sechser im Lotto oder werden wir zukünftig immer häufiger auf derartige Ausnahmen stoßen?

Die Antworten (Stand heute): Wir wissen es (noch) nicht.

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL | 18. Juni 2018 | 17:55 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 19. Juni 2018, 12:00 Uhr