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Inhalt archiviert am 2023-01-01

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Dem wahren Wert eines Unkrauts auf der Spur

Wissenschaftliche Premiere bei EU- und US-Forschern: die vollständige DNA-Sequenz eines Pflanzenchromosoms. Im Rahmen eines internationalen Projektes zur Analyse des gesamten Genmaterials - das gesamte Genom - einer Pflanze konnte die gesamte Sequenz von zwei Chromosomen der k...

Wissenschaftliche Premiere bei EU- und US-Forschern: die vollständige DNA-Sequenz eines Pflanzenchromosoms. Im Rahmen eines internationalen Projektes zur Analyse des gesamten Genmaterials - das gesamte Genom - einer Pflanze konnte die gesamte Sequenz von zwei Chromosomen der kleinen Unkrautpflanze Arabidopsis thaliana bestimmt werden. Hintergrund Viele Pflanzengene sind ähnlich; die Erforschung der Gene einer Pflanze kann helfen zu verstehen, wie sie in anderen Pflanzen funktionieren. Wenn man weiß, wie die Gene in Pflanzen funktionieren, kann man auch zu einem besseren Verständnis der Wirkungsweise der menschlichen Gene gelangen. Eine Schwierigkeit besteht jedoch darin, daß Pflanzengenome im allgemeinen sehr groß sind. Arabidopsis thaliana, eine kleine Blütenpflanze aus der Kohl- oder Brassica-Gattung, bildet eine Ausnahme. Dieses gemeine Gartenunkraut weist ein kleines und kompaktes Genom auf, wobei die DNS nur über fünf Chromosome verfügt. EU-Netzwerke von europäischen Laboratorien tragen in einem internationalen Vorhaben dazu bei, die erste vollständige Sequenzierung eines Pflanzengenoms unter Verwendung von Arabidopsis zu bestimmen. Die Arbeit erfolgt im Rahmen des Biotech-Programms der Europäischen Kommission, und das Endziel besteht darin, die erhaltenen genetischen Informationen mit anderen europäischen Forschungstätigkeiten über Kulturpflanzen und die Genfunktion zu verbinden. Beschreibung, Wirkung und Ergebnisse Die chemischen Verbindungen, die zwei DNS-Ketten verbinden, werden Basenpaare genannt. Durch das Sequenzieren werden die Tausende solcher Basenpaare identifiziert, die die DNS eines lebenden Organismus bilden. In Zusammenarbeit mit einem US-Konsortium hat ein europäisches Team über 37 Millionen Basenpaare von Chromosomen II und IV von Arabidopsis thaliana sequenziert. Diese Chromosomen enthalten über 7 781 Gene, d.h. rund ein Drittel der geschätzten 26 000 Gene dieser speziellen Pflanze. Die sich daraus ergebenden Informationen über spezifische Gene und ihre Funktion wird auf eine breite Palette von Kulturpflanzen, wie Weizen und Reis, übertragen. Man gewinnt neue und fundamentale Kenntnisse über wichtige biologische Vorgänge und die Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Kulturpflanzen. Es ist Forschern gelungen, die Funktionen von mehr als der Hälfte der in den zwei Chromosomen gefundenen Gene abzuleiten, indem sie sie mit Genen von anderen Pflanzen und Tieren verglichen haben, deren Funktion bekannt ist. Viele Gene sind in der Wissenschaft jedoch noch vollkommen neu, und ihre Funktion ist nicht bekannt. Diese neuen Pflanzengene werden eine umfassende Grundlage für die Unterstützung der Forschungsarbeit von Pflanzenwissenschaftlern und zur Förderung von Entwicklungen in der europäischen Agrar- und Lebensmittelindustrie bilden. Organisation der Partnerschaft Dem internationalen Netzwerk sind die EU, die National Science Foundation (NSF) in den Vereinigten Staaten sowie das Kazusa-Institut in Japan angeschlossen. In Europa gibt es zwei Labornetzwerke: das erste konzentriert sich auf die Chromosomen IV und V; es wird geleitet durch Mike Bevan vom John Innes Centre in Norwich (Vereinigtes Königreich). Das zweite wird von Francis Quétier beim Génoscope in Evry (Frankreich) geleitet und befaßt sich mit dem Chromosom III. Diesen beiden Netzwerken sind derzeit 40 Partnerlabors aus zehn europäischen Ländern angeschlossen.