Regenerationskünstler mit großem Erbgut

Der Schwanzlurch Axolotl ist der Liebling der Regenerationsforscher. Wenn er ein Körperteil verliert, kann man fast zusehen, wie es nachwächst. Nun wurde das Erbgut des Überlebenskünstlers sequenziert. Es ist zehnmal größer als das des Menschen.

Was das Genom des im Wasser lebenden Axolotls (Ambystoma mexicanum) so riesig (32 Milliarden Basenpaare) macht, sind Sequenzen aus sich wiederholenden Abschnitten (repetitive DNA), erklärt Autorin Elly Tanaka vom Institut für Molekulare Pathologie (IMP). Viele davon gehören oder gehörten einmal zu springenden Genen, also Erbgut-Parasiten, die manchmal aber auch ihrem Wirt Vorteile verschaffen.

Axolotl in Nahaufnahme
IMP

Diese sehr uniformen DNA Abschnitte machte es dem Team um Eugene Myers vom Max Planck Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden nicht leicht, die ausgelesenen Teilstücke zu einem großen Ganzen zusammenzusetzen. Sie entwickelten dafür eine neue Technologie, mit der man längere Abschnitte des Genoms auslesen kann, sodass die wiederholenden Teile dabei überspannt werden. Für das Aneinanderfügen dieses gigantischen Puzzles war auch eine spezielle, neue Software nötig.

Ähnlichkeiten der Regenerationskünstler

„Wir haben auf dem Erbgut Gene und Vorlagen für Mikro-RNAs (kurze Abschnitte, die das Ablesen von Genen regulieren) identifizieren können, die in regenerierendem Gewebe sehr stark aktiv sind“, berichtet Tanaka. Auffallend sei, dass es diese Gene fast nur in einfachen Organismen gibt, nicht aber in höheren Wirbeltieren. Nun wollen die Forscher ihre genauen Funktionen eruieren. Außerdem fanden sie heraus, dass den Tieren ein wichtiges Entwicklungsgen namens Pax3 vollkommen fehlt. Seine Aufgabe übernimmt aber das „Schwester-Gen“ Pax7, erklärt die Biologin.

In derselben Ausgabe des Fachmagazins veröffentlichten deutsche Forscher vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik das viel kleinere Genom eines weiteren Regenerationskünstlers, nämlich des Plattwurms Schmidtea mediterranea. Aus ihm entstehen neue Würmer, wenn man ihn in kleine Stücke schneidet. Sein Erbgut ist mit 800 Millionen Buchstaben (Basenpaaren) viel kleiner als jenes von Axolotl. Trotzdem ist es ebenso voller Wiederholungen, fanden die Forscher heraus.

science.ORF.at/APA

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