Leben bedeutet Veränderung. Und dies gilt auch für die Gene als auch die . Organismen erfordern eine flexible Genom , um auf Veränderungen in der lokalen Umgebung anzupassen. Christian Schlötterer und sein Team vom Institut für Populationsgenetik der Veterinärmedizinischen Universität Wien studieren die Genome ganzer Bevölkerungsgruppen . Die Wissenschaftler wollen wissen , warum Menschen unterscheiden sich voneinander und wie sich diese Unterschiede in der DNA kodiert wird. In beiden in den Zeitschriften Nature Reviews Genetics und Vererbung veröffentlichten Übersichtswerke diskutieren sie , warum DNA-Sequenzierung ganzer Gruppen kann eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit , um diese Fragen zu beantworten.
DNA-Analyse hat sich immer effizienter und kostengünstiger, da das menschliche Genom wurde erstmals vollständig im Jahr 2001 Sequenzierung eines kompletten Genoms sequenziert kostet allerdings immer noch rund 1.000 US-Dollar . Sequenzieren des genetischen Codes von Hunderten von Individuen wäre daher sehr teuer und zeitaufwändig sein. Insbesondere für nicht-menschlichen Studien , schlagen die Forscher sehr schnell die Grenze der Finanzierbarkeit .
Sequenzierung Gruppen anstelle von Individuen
Die Lösung für dieses Problem ist Pool -Sequenzierung ( Pool -Seq ) . Schlötterer und sein Team Sequenz ganze Gruppen von Fruchtfliegen ( Drosophila melanogaster) auf einmal statt der Durchführung vielen einzelnen Sequenzierungsreaktionen . Während die resultierende genetische Information kann nicht an eine Einzelperson zugeschrieben werden , noch bietet die komplette Datensatz wichtige genetische Informationen über die gesamte Bevölkerung.
In den beiden Veröffentlichungen, Schlötterer und Kollegen diskutieren die Bandbreite der Fragen, die durch Pool -Seq angesprochen werden können.
Auf der Suche nach den Bausteinen der Evolution
Um zu verstehen, wie Organismen reagieren auf Veränderungen in der lokalen Umgebung , können die Genome ganzer Bevölkerungsgruppen mit Pool -Seq , vor und nach veränderten Bedingungen analysiert werden. Dazu verwenden die Forscher die Methode der evolve und resequence (E Stress , Wie hohe Temperatur , extreme Kälte oder UV -Strahlung, und der entwickelte Gruppe wird dann erneut sequenziert. Ein Vergleich der beiden Datensätze aufdeckt Gene, die in Reaktion auf die selektive Belastung verändert haben. Der Ansatz macht es möglich , beispielsweise zum Herausfiltern der Gene, die in einem dunkleren Pigmentierung bei UV- Strahlung handelt.
" Nach diesem Prinzip haben wir Evolutionsexperimente mit hoher Geschwindigkeit Wir verwenden diese Methode, um eine breite Palette von Fragen zu beantworten , von der Identifizierung von Genen , die Alterung zu beeinflussen, oder Gene, die zum Schutz vor Krankheiten und schließlich auf die genetischen Veränderungen zu verstehen, durchführen. Die die Auswirkungen des Klimawandels zu reduzieren ", erklärt Schlötterer .
Aufdeckung der Genetik des Alterns und der Krankheitsresistenz
Die evolve -and- resequence Ansatz macht es auch möglich , um herauszufiltern, die Gene, die Alterung zu regulieren. Dieser Prozess beinhaltet die Auswahl fliegt von einer Bevölkerung , immer wieder über Generationen , die eine besonders hohe Alter zu erreichen. Mehrere Generationen später , vergleichen die Forscher dann die Genome der " Methusalem " fliegt mit denen von normal alternden Fliegen , um die Gene, die in den Alterungsprozess beteiligt sind, zu extrahieren. Diese Methode funktioniert auch , um Gene , die eine Resistenz gegen bestimmte Krankheiten bieten zu suchen.
Bioinformatiker und Mitautor , Robert Kofler, erklärt: "Wir sind mit genetischen Veränderungsprozessen zu tun und sind auf der Suche nach Veränderungen in den Genomen Die Variationen können uns helfen zu verstehen, wie die Evolution funktioniert. . "