Genom-Potpourri
© Charles Hollahan (Ausschnitt)
Seeigel Strongylocentotus purpuratus | Mitte November 2006 veröffentlichten Wissenschaftler das Genom des Seeigels Strongylocentrotus purpuratus. Rund dreißig Prozent der gefundenen Gene ähneln denen des Menschen - etwa die für Schmecken, Hören, Sehen und das Gleichgewicht. Erstaunt waren die Forscher auch über die Komplexität des Seeigel-Immunsystems.
© Jeff Pettis, USDA-ARS Bee Research Lab (Ausschnitt)
Eine Biene füttert Larven | Eine erste Fassung des Honigbienengenoms gab es im Januar 2004, eine genauere Version kam im Oktober 2006 nach. Apis mellifera hat besonders viele Gene für Duftrezeptoren - 170 an der Zahl. Schließlich läuft fast die gesamte Kommunikation im Bienenstock über Gerüche.
© DOE Joint Genome Institute (Ausschnitt)
Pappel | Das dritte vollständige Genom einer Pflanze (nach der Ackerschmalwand und dem Reis) ist zugleich das erste eines Baumes. Das Rennen gemacht hat die Pappel, genauer die Westliche Balsampappel (Populus trichocarpa). Sie besitzt ein relativ überschaubares Genom - das der Kiefer ist beispielsweise knapp fünfzigmal größer. Nach einer Grobversion im September 2004 liegt die vorläufige Endversion seit September 2006 vor.
© Eisen et al. (Ausschnitt)
Tetrahymena thermophila | Das Wimpertierchen Tetrahymena thermophila ist ein Verwandter des Pantoffeltierchens und besitzt unglaubliche 200 Chromosomen - wahrscheinlich sogar noch mehr. Seit August 2006 kennt die Welt das Erbgut dieses Süßwasserbewohners - zur Freude von Zellbiologen, die das Tierchen gerne als Modellorganismus nutzen.
© Southwest Foundation for Biomedical Research (Ausschnitt)
Macaca mulatta | Nach dem des Menschen und Schimpansen ist seit Februar 2006 auch das Erbgut eines dritten Primaten entschlüsselt - allerdings erst in der Rohfassung: Rhesusaffen (Macaca mulatta) gelten in der Medizin, Neurobiologie und Verhaltensforschung als beliebte Versuchstiere.
© P.D.N. Hebert, University of Guelph (Ausschnitt)
Daphnia pulex | Wasserflöhe sind wunderliche Tierchen. Beispielsweise können sie einen Räuber durch seine abgesonderten chemischen Stoffe "riechen" und daraufhin lange Spitzen auf dem Kopf und einen langen Sporn ausbilden, sodass sie als Beute zu groß werden. In guten Zeiten gibt es nur Weibchen; erst wenn die Lebensbedingungen zu schlecht werden, schlüpfen aus manchen Eiern auch Männchen. Aus den befruchten Eiern entstehen Dauerstadien, die bei ungünstigen Umweltbedingungen besser überdauern können - ähnlich wie die Sporen von Bakterien oder Pilzen. Das Erbgut des Gemeinen Wasserflohs Daphnia pulex ist seit Januar 2006 in erster Fassung entschlüsselt.
© National Human Genome Research Institute (Ausschnitt)
Tasha | Hunde sind auch in Forscherkreisen gern gesehen. Ein Wissenschaftler äußerte anlässlich des im Dezember 2005 veröffentlichten Genoms des Haushundes (Canis familiaris) - genauer das der Boxerdame Tasha - geradezu euphorisch: "Die Hunderte von Jahren sorgfältiger Züchtung, aus denen die zahlreichen Hunderassen hervorgingen, haben ein genetisches Traummodell für menschliche Erbkrankheiten hervorgebracht."
© Jean-Michel Krief (Ausschnitt)
Schimpanse | Genetisch unterscheiden wir uns fast gar nicht vom Schimpansen (Pan troglodytes) - lediglich 1,2 Prozent unseres Erbguts ist unterschiedlich. Derart genau wissen wir das seit September 2005, als Wissenschaftler die komplette Version des Genoms unseres nächsten Verwandten veröffentlichten.
© USDA (Ausschnitt)
Oryza sativa | Fast die Hälfte der Weltbevölkerung ernährt sich von Reis. Kein Wunder, dass Wissenschaftler sich nach der Entschlüsselung des ersten Pflanzengenoms - das der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana - gleich als nächstes den Reis vorgenommen haben. Seit August 2005 liegt die nahezu komplette Erbgutsequenz der Pflanze vor, die in Botanikerkreisen Oryza sativa heißt.
© Joan Strassmann (Ausschnitt)
Fruchtkörper von Dictyostelium-Schleimpilzen | Seit Mai 2005 ist das Genom des Schleimpilzes Dictyostelium discoideum entziffert - eines Organismus, mit einem interessanten Lebenszyklus: Einzellige Amöben durchforsten lockere Bodenschichten nach Bakterien. Wird die Nahrung jedoch knapp, tun sich die Zellen zu einer "Wurst" zusammen. Aus dieser wachsen dann die Sporen enthaltenden Fruchtkörper. Sobald die Bedingungen besser werden, entwickeln sich aus den Sporen wieder die einzelligen Stadien.
© Southwest Agricultural University / Beijing Institute of Genomics, China (Ausschnitt)
Seidenspinner-Kokon | Knapp 91 Prozent des Seidenspinnergenoms liegen seit Dezember 2004 vor. Schon 5000 Jahre spannen Menschen den Seidenspinner (Bombyx mori) dafür ein, Fäden für edle Gewänder zu produzieren. Innerhalb von zwei Tagen bildet die Raupe einen Kokon, der über einen Kilometer Seidenfaden liefert. Als Dank wird das Tier durch Hitze oder Wasserdampf abgetötet. Auf dem Bild ist ein 24 Stunden alter Seidenkokon samt Raupe zu sehen.
© Jerry Dodgson (Ausschnitt)
Gallus gallus "UCD001 #256" | Das erste entschlüsselte Genom eines Vogels stellten Wissenschaftler im Dezember 2004 vor. Das Rennen hat Gallus gallus gemacht, besser bekannt als Huhn. Sequenziert wurde allerdings nicht das Haushuhn, sondern ein wildlebender Vetter, das Bankivahuhn.
© National Human Genome Research Institute (Ausschnitt)
Die sequenzierte Hereford-Kuh "L1Dominett01449" | Zwei Monate vor dem Huhn, im Oktober 2004, wurde das Erbgut des Rindes (Bos taurus) bekannt. Die sequenzierte Kuh, ein Herefordrind aus dem Westen Englands, trägt den schönen Namen "L1Dominett01449".
© National Human Genome Research Institute (Ausschnitt)
Rattus norvegicus | Die Ratte - ein beliebtes Versuchstier, vor allem für die Medikamententwicklung: Im April 2004 stellten Wissenschaftler das Erbgut von Rattus norvegicus vor, dessen Gene zu 90 Prozent mit denen des Menschen und der Maus übereinstimmen.
© UK Medical Research Council (Ausschnitt)
C57BL/6J | C57BL/6J - hinter diesem Kürzel verbirgt sich ein in der Forschung gerne verwendeter Mausstamm, dessen Erbgut der Öffentlichkeit seit Dezember 2002 zugänglich ist. 99 Prozent der Maus-DNA-Abschnitte haben ein entsprechendes Pendant im menschlichen Erbgut. Die Tiere eignen sich deshalb sehr gut als Modellorganismus für menschliche Krankheiten. Dennoch: Maus ist Maus und Mensch ist Mensch, gab ein Wissenschafter bei der Bekanntgabe der Maus-DNA-Sequenz zu bedenken.
© CDC / James D. Gathany (Ausschnitt)
Anopheles gambiae | Zwei auf einen Schlag: Die Genome des Malariaerregers Plasmodium falciparum und seines Überträgers, der Steckmücke Anopheles gambiae, wurden im Oktober 2002 zeitgleich veröffentlicht. Beide bereiteten den Wissenschaftler einige Probleme - manche Plasmodium-Chromosomen klebten etwa zusammen, und die Basenpaare der Anopheles-Mücke waren auf Grund der hoher genetischen Variabilität schwer zuzuordnen.
© Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie (Ausschnitt)
C. elegans und Pristionchus pacificus | Rasterelektronenmikroskopischer Vergleich des Fadenwurms Caenorhabditis elegans (links) und eines nahen Verwandten namens Pristionchus pacificus (rechts): Auf der Vergrößerung ist ihre Vulva, der Eiablageapparat, zu sehen. Das Erbgut von C. elegans wurde schon im Dezember 1998 vorgestellt, Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie in Tübingen zogen im September 2002 mit dem von Pristionchus pacificus nach. C. elegans zählt zu den wichtigsten Modellorganismen der Entwicklungsbiologie.
© Richard Zinken (Ausschnitt)
Kind
© Spektrum Akademischer Verlag (Ausschnitt)
Die Ackerschmalwand kann mehr als gedacht | Die Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana gilt als Unkraut, doch für viele Wissenschaftler - besonders Genetiker - ist sie Forschungsobjekt Nummer 1: schön klein, schnell in der Vermehrung und seit Dezember 2000 genetisch kein unbeschriebenes Blatt mehr. Damit war sie die erste Pflanze, deren Erbgut entschlüsselt wurde.
© John Jaenike (Ausschnitt)
Taufliege | Kurz vor dem Erbgut von Arabidopsis thaliana, im Februar 2000, lag das Genom eines anderen wichtigen Modellorganismus vor - das der Taufliege Drosophila melanogaster. Von klassischer Genetik bis zur Entwicklungsbiologie, die kleinen Fliegen sind aus der Forschung nicht mehr wegzudenken. Hier sieht man den stark vergrößerten Kopf des winzigen Tierchens.
Von winzigsten Mikroorganismen bis zum Menschen – Wissenschaftler können sich über immer mehr entschlüsselte Genome freuen. Ist das Erbgut einer Spezies bekannt, lässt sie sich viel besser untersuchen und verstehen. Neben ihrem wissenschaftlichen Wert machen viele dieser Organismen aber auch optisch etwas her.
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