{"id":20886,"date":"2018-01-24T19:00:58","date_gmt":"2018-01-24T18:00:58","guid":{"rendered":"http:\/\/www.h-its.org\/?p=20886"},"modified":"2019-05-14T17:01:26","modified_gmt":"2019-05-14T15:01:26","slug":"cbi-axolotl-de","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.h-its.org\/de\/2018\/01\/24\/cbi-axolotl-de\/","title":{"rendered":"Gigantisches Genom des Axolotl entschl\u00fcsselt"},"content":{"rendered":"\n
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Der mexikanische Axolotl Ambystoma mexicanum (Copyright: IMP)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Ein Team von Wissenschaftlern aus Wien, Dresden und Heidelberg hat die gesamte Erbinformation des mexikanischen Salamanders Axolotl entschl\u00fcsselt. Das Axolotl-Genom ist das bisher gr\u00f6\u00dfte Genom, das jemals sequenziert wurde. Es stellt eine wichtige Grundlage dar, um das Zusammenspiel der Molek\u00fcle zu verstehen, die das Nachwachsen von Gliedma\u00dfen und die Regeneration von Geweben steuern. Die Zeitschrift NATURE ver\u00f6ffentlicht die Studie in ihrer aktuellen Ausgabe.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Salamander sind von jeher wichtige biologische Modelle f\u00fcr Entwicklungs-, Regenerations- und Evolutionsstudien. Vor allem der mexikanische Axolotl Ambystoma mexicanum hat aufgrund seiner erstaunlichen Regenerationsf\u00e4higkeit von K\u00f6rperteilen eine besondere Bedeutung. Verliert das kannibalistisch veranlagte Tier ein K\u00f6rperteil, w\u00e4chst innerhalb weniger Wochen ein perfekter Ersatz mit Knochen, Muskeln und Nerven an den richtigen Stellen nach. Auch durchtrenntes R\u00fcckenmark und verletztes Netzhautgewebe kann der Axolotl wiederherstellen. Diese Eigenschaften und die relativ einfache Zucht machen ihn seit bereits 150 Jahren zu einem beliebten Modellorganismus in der Biologie.<\/p>\n\n\n\n

Evolution der Regeneration erforschen<\/h2>\n\n\n\n

Eine der gr\u00f6\u00dften Axolotl-Kolonien wird im Labor von Elly Tanaka am Forschungsinstitut f\u00fcr Molekulare Pathologie (IMP) in Wien betreut.Die Tanaka-Gruppe, die bis 2016 am DFG-Forschungszentrum f\u00fcr Regenerative Therapien der TU Dresden und am Max-Planck-Institut f\u00fcr molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Dresden aktiv war, erforscht die molekularen Mechanismen, die der Regeneration von Gliedma\u00dfen und R\u00fcckenmark zugrunde liegen, sowie deren Evolution. Im Lauf der Jahre hat das Forschungsteam einen umfangreichen Satz an molekularen Werkzeugen entwickelt, darunter umfassende Transkriptom-Daten, mit denen die Protein-kodierenden Sequenzen im Genom des Axolotl aufgesp\u00fcrt werden k\u00f6nnen. Mit diesen Werkzeugen konnten Elly Tanaka und ihre Kollegen unter anderem die Zellen identifizieren, welche die Regeneration in Gang setzen, sowie die Molek\u00fcle, die diesen Prozess steuern.<\/p>\n\n\n\n

Um Regeneration vollst\u00e4ndig zu verstehen und herauszufinden, warum sie bei den meisten Arten nur sehr eingeschr\u00e4nkt funktioniert, m\u00fcssen Wissenschaftler das Genom (also die gesamte DNA Sequenz) kennen, um die Regulation und Evolution von Genen zu erforschen. Bisher konnte man das Axolotl-Genom aufgrund seiner gigantischen Gr\u00f6\u00dfe nicht komplett entschl\u00fcsseln: Mit 32 Milliarden Basenpaaren ist es mehr als zehnmal so gro\u00df wie das menschliche Genom. Die Entschl\u00fcsselung des Axolotl-Genoms mit Hilfe bisheriger Techniken wurde durch die betr\u00e4chtliche Anzahl langer, sich wiederholender Sequenzen weiter erschwert.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Siegfried Schloissnig (HITS)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die Sequenzierung des gr\u00f6\u00dften Genoms als Herausforderung<\/h2>\n\n\n\n

Einem internationalen Forscherteam um Elly Tanaka (IMP), Michael Hiller und Gene Myers (beide MPI-CBG) sowie Siegfried Schloissnig vom Heidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien (HITS) ist es nun gelungen, das Axolotl-Genom zu sequenzieren, zusammenzusetzen, zu annotieren und zu analysieren. Damit haben sie das bisher gr\u00f6\u00dfte Genom entschl\u00fcsselt. Mit der PacBio-Methode, einer neuen Sequenziertechnologie, die l\u00e4ngere St\u00fccke des Genoms auslesen kann, wurden \u00fcber 72 Millionen solcher Genomst\u00fccke am DRESDEN Concept Genome Center von MPI-CBG und TU Dresden sequenziert. L\u00e4ngere Sequenzst\u00fccke sind wichtig, da diese die sich wiederholenden Teile im Genom \u00fcberspannen k\u00f6nnen und damit eine eindeutige Zuordnung erlauben. Mit einem Software-System, das gemeinsam von Gene Myers und Siegfried Schloissnig mit seinem Heidelberger Team entwickelt wurde, konnte das Genom wie bei einem Puzzle aus Millionen dieser St\u00fccke zusammengesetzt werden. Die leistungsstarken Sequenziermaschinen, die dieses Projekt erm\u00f6glicht haben, wurden von der Klaus Tschira Stiftung und der Max-Planck-Gesellschaft finanziert.<\/p>\n\n\n\n

Die Analyse des nun vorliegenden Genoms offenbarte Merkmale, die auf die Einzigartigkeit des Axolotls hinweisen: Die Forscher fanden mehrere Gene, die nur beim Axolotl und anderen Amphibienarten vorkommen und in regenerierendem Gewebe aktiv sind. Auffallend ist auch, dass ein wichtiges und weit verbreitetes Entwicklungsgen namens PAX3 beim Axolotl vollst\u00e4ndig fehlt. Dessen Funktion \u00fcbernimmt ein verwandtes Gen namens PAX7. Beide Gene spielen eine Schl\u00fcsselrolle bei der Entwicklung von Muskeln und Nerven.<\/p>\n\n\n\n

\u201eWir haben jetzt die genetische Karte in der Hand, mit der wir untersuchen k\u00f6nnen, wie komplizierte Strukturen – zum Beispiel Beine – nachwachsen k\u00f6nnen“, erkl\u00e4rt Sergej Nowoshilow, Co-Autor der Studie und Postdoktorand am IMP. „Dies ist ein echter Meilenstein f\u00fcr die Axolotlforschung und f\u00fcr ein Forschungsabenteuer, das vor mehr als 150 Jahren begann.“ Die Sequenz des Axolotl-Genoms, die jetzt ver\u00f6ffentlicht wurde, ist eine wichtige Grundlage f\u00fcr Forscher weltweit, um die Regeneration von Geweben zu erforschen.<\/p>\n\n\n\n

Ver\u00f6ffentlichung<\/h2>\n\n\n\n

The axolotl genome and the evolution of key tissue formation regulators. Sergej Nowoshilow, Siegfried Schloissnig, Ji-Feng Fei, Andreas Dahl, Andy W.C. Pang, Martin Pippel, Sylke Winkler, Alex R. Hastie, George Young, Juliana G. Roscito, Francisco Falcon, Dunja Knapp, Sean Powell, Alfredo Cruz, Han Cao, Bianca Habermann, Michael Hiller, Elly M. Tanaka, and Eugene W. Myers. Nature. doi: 10.1038\/nature25458<\/a><\/em><\/p>\n\n\n\n

Fernsehsendung auf Campus TV, 08.03.2018<\/strong> <\/a><\/p>\n\n\n\n

Medienkontakt:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Pressekontakt IMP<\/strong>
Benedikt Mandl
benedikt.mandl@imp.ac.at
+43 (0)1 79730 3627
Heidemarie Hurtl
heidemarie.hurtl@imp.ac.at
+43 (0)1 79730 3625<\/p>\n\n\n\n

Pressekontakt MPI-CBG<\/strong>
Katrin Boes
+49 (0) 351 210 2080
kboes@mpi-cbg.de<\/p>\n\n\n\n

Pressekontakt HITS<\/strong>
Peter Saueressig
+49 6221 533 245
peter.saueressig@h-its.org<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber das IMP am Vienna BioCenter<\/h2>\n\n\n\n

Das Forschungsinstitut f\u00fcr Molekulare Pathologie betreibt in Wien biomedizinische Grundlagenforschung. Hauptsponsor ist der internationale Unternehmensverband Boehringer Ingelheim. Mehr als 200 Forscherinnen und Forscher aus 40 Nationen widmen sich am IMP der Aufkl\u00e4rung grundlegender molekularer und zellul\u00e4rer Vorg\u00e4nge, um komplexe biologische Ph\u00e4nomene im Detail zu verstehen. Das IMP ist Gr\u00fcndungsmitglied des Vienna Biocenter, \u00d6sterreichs Leuchtturm im internationalen Konzert molekularbiologischer Top-Forschung. www.imp.ac.at<\/a><\/p>\n\n\n\n

\u00dcber das MPI-CBG<\/p>\n\n\n\n

Das Max-Planck-Institut f\u00fcr molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) ist eines von 83 Instituten der Max-Planck Gesellschaft, einer unabh\u00e4ngigen gemeinnn\u00fctzigen Organisation in Deutschland. 500 Menschen aus 50 L\u00e4ndern arbeiten am Max-Planck- Institut f\u00fcr Molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) und lassen sich von ihrem Forscherdrang antreiben, um die Frage zu kl\u00e4ren: Wie organisieren sich Zellen zu Geweben? Das Institut bringt Menschen aus den verschiedensten Disziplinen zusammen, was neue Einsichten und Erkenntnisse er\u00f6ffnet. https:\/\/www.mpi-cbg.de\/home\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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