Wie wirkt sich der Transfer von Genen zwischen verschiedenen Spezies aus?
Krebs betrifft in der heutigen Zeit viele Menschen auf der ganzen Welt. Krebserkrankungen sind weitverbreitet und führen zu Millionen von Todesfällen. Experten versuchten jetzt herauszufinden, woher eigentlich die Krebsgene in Menschen ursprünglich kommen. Dabei stellten die Forscher fest, dass ein Transfer von Genen zwischen Planzen und Säugetieren die Gene der Säugetiere radikal verändert hat.
Die Wissenschaftler der University of Adelaide haben bei ihrer aktuellen Untersuchung festgestellt, dass sogenannte Krebsgene möglicherweise durch einen Transfer von Genen zwischen Pflanzen und Säugetieren während der Evolution entstanden. Diese Gene könnten der Ursprung sein, warum sich Krebs in Menschen bildet. Die Mediziner veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Studie in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Genome Biology“.
Transfer von Genen zwischen Tieren und Pflanzen hat stattgefunden
In der bisher weltweit größten Studie zu sogenannten springenden Genen haben die Forscher zwei bestimmte springende Gene in über 759 Pflanzen-, Tier- und Pilzarten ausfindig gemacht. Diese springenden Gene sind eigentlich kleine DNA-Stücke, die sich durch ein Genom kopieren können und als transponierbare Elemente bekannt sind. Die Experten konnten feststellen, dass während der Evolution ein Transfer zwischen Pflanzen und Tieren aufgetreten ist.
Elemente L1 und BovB wurden besonders genau untersucht
Die Wissenschaftler konzentrierten sich bei der Untersuchung besonders auf die Elemente L1 und BovB, welche als fremde DNA in Säugetiere gelangten. Dies ist das erste Mal, dass Forscher nachweisen konnten, dass das für Menschen wichtige L1-Element zwischen zwei Arten übergesprungen ist.
Was ist der horizontale Transfer von Genen?
Springende Gene kopieren sich und fügen sich selbst um Genome herum und in Genome anderer Spezies ein. Wie sie das tun ist noch nicht bekannt, obwohl Insekten wie Zecken oder Moskitos oder möglicherweise Viren beteiligt sein könnten. Trotzdem bleibt der Vorgang ein großes Rätsel, erklärt Studienautor Professor David Adelson von der der Universität of Adelaide. Dieser Prozess werde als horizontaler Transfer bezeichnet, der sich vom normalen Eltern-Kind-Transfer unterscheidet und einen enormen Einfluss auf die Evolution der Säugetiere hat, fügt der Experte hinzu. Beispielsweise sind 25 Prozent des Genoms von Kühen und Schafen von springenden Genen abgeleitet.
Horizontaler Gentransfer ist weitverbreitet
Stellen Sie sich springende Gene als eine Art Parasit vor, welcher in der DNA enthalten ist, sagt der Wissenschaftler. Dies ist nicht so gravierend, aber schlimmer ist die Tatsache, dass springende Gene in andere Genome gelangen und dort die Gene stören. Der horizontale Gentransfer sei dabei viel weiter verbreitet als bisher angenommen wurde. L1-Elemente beim Menschen wurden mit Krebs und neurologischen Störungen in Verbindung gebracht. Die Forscher sagen, dass das Verständnis der Vererbung dieses Elements wichtig für das Verständnis der Evolution von Krankheiten ist.
Eintritt von L1 in das Säugetiergenom war ein Schlüsselfaktor
Die Forscher fanden heraus, dass L1 in Pflanzen und Tieren vorkommt. L1 trittt auch sporadisch in Pilzen auf. Das überraschendste Ergebnis war jedoch das Fehlen von L1 bei zwei wichtigen Säugetierarten, den australischen Monotremen (Schnabeltier und Echidna). Dies zeigt, dass das Gen nach der Abweichung von Monotremen in den Evolutionspfad der Säugetiere eingetreten ist. Der Eintritt von L1 in das Säugetiergenom war wohl ein Schlüsselfaktor für die schnelle Evolution von Säugetieren in den letzten 100 Millionen Jahren, vermutet Studienautor Professor Adelson.
Dies könnten die Überträger von BovB sein
Es wurden außerdem noch sogenannte BovB-Elemente untersucht. BovB ist ein viel jüngeres springendes Gen. Es hat sich bereits gezeigt, dass BovB zwischen einer bizarren Reihe von Tieren einschließlich Reptilien, Elefanten und Beuteltieren überspringen kann. Wahrscheinlich sind Zecken die Überträger beim artübergreifendem BovB-Transfer. BovB ist mindestens zweimal zwischen Fröschen und Fledermäusen übertragen worden, erklären die Experten. Neue potentielle Überträger seien Bettwanzen, Blutegel und Heuschrecken.
Weitere Forschung ist nötig
Das Team ist der Ansicht, dass die Erforschung von Insektenarten dazu beitragen wird, mehr Beweise für den artübergreifenden Transfer zu finden. Sie zielen auch darauf ab, andere springende Gene zu untersuchen und die Möglichkeit von aquatischen Vektoren wie zum Beispiel Meereswürmern und Nematoden, zu erforschen. Obwohl die jüngsten Untersuchungen die Analyse von Genomen aus über 750 Arten beinhalteten, haben die Wissenschaftler nach eigener Einschätzung erst damit begonnen, an der Oberfläche des horizontalen Gentransfers zu kratzen. Es gebe noch viel weitere Arbeit zu tun. (as)
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