Humane Gene sind Multitasker!

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Autor: fee
Als vor einigen Jahren die Ergebnisse des “human genome project”, der Sequenzanalyse des menschlichen Genoms veröffentlicht wurden, waren wir Forscher etwas enttäuscht. Denn die dabei ermittelte Zahl von ca. 20 000 Genen, setzte uns überlegene Denker etwa auf dieselbe Komplexitätsstufe wie den zwar anmutigen, aber doch recht simplen Fadenwurm Ceanorhbditis elegans. Kann das sein? Seit dieser Erkenntnis forschen Wissenschaftler an einer Erklärung für unsere doch recht eindeutige Überlegenheit im Vergleich zu diesem “schleimigen Kriecher”. Ein Prozess, der bei der Generierung von Messenger RNA (mRNA) Molekülen beim Ablesen des genetischen Codes abläuft, und alternatives Splicing genannt wird, könnte nun eine neue Erklärung eröffnen.

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Dieser Vorgang, bei dem die codierenden Abschnitte (Exons) des Genoms in unterschiedlichen Kombinationen zu einem mRNA-Strang zusammengesetzt werden, ermöglicht eine Erhöhung der Variabilität der Produkte, ausgehend von einem einzigen Gen. Bisher war die Erforschung dieser Vorgänge zeitraubend und arbeitsaufwendig, doch ein neues Hochdurchsatzverfahren gestattet es nun, enorme Datenmengen zu erfassen und computergestützt zu analysieren, um diesen Prozess genauer zu beschreiben. Zwei Gruppen haben sich parallel einen solchen Ansatz ausgedacht und nun auch parallel veröffentlicht, einmal in Nature und einmal in Nature Genetics.
Für diese Untersuchungen wurden mRNAs aus verschiedenen Geweben und Krebszellinien revers transkribiert, d.h. in cDNA umgeschrieben. Diese cDNAs wurden dann auf einer neuen (und sehr teuren) Plattform der Firma Illumina analysiert und mehrere hundert Millionen Sequenzen ausgelesen. Dabei wurde speziell nach den variablen Produkten gefahndet, die beim alternativen Splicing generiert werden. Das Ergebnis zeigte, dass bis zu 94% der menschlichen Gene sich dieses Prozesses bedienen und mehrere Genprodukte beim Ablesen eines einzigen Genes produzieren. Im Vergleich dazu kommt es beim Fadenwurm C. elegans wahrscheinlich nur bei etwa 10% der Gene zur Erzeugung alternativer Transkriptionsprodukte.
Eine weitere mögliche Erklärung für unsere bilogische “Überlegenheit”? Zusammenhänge mit Krankheitsbildern? Die Zukunft wird es zeigen!

Eric T. Wang, Rickard Sandberg, Shujun Luo, Irina Khrebtukova, Lu Zhang, Christine Mayr, Stephen F. Kingsmore, Gary P. Schroth, Christopher B. Burge (2008). Alternative isoform regulation in human tissue transcriptomes Nature DOI: 10.1038/nature07509

Qun Pan, Ofer Shai, Leo J Lee, Brendan J Frey, Benjamin J Blencowe (2008). Deep surveying of alternative splicing complexity in the human transcriptome by high-throughput sequencing Nature Genetics DOI: 10.1038/ng.259

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Kategorie: Wissenschaftsnews

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