{"id":20897,"date":"2018-01-24T19:00:49","date_gmt":"2018-01-24T18:00:49","guid":{"rendered":"http:\/\/www.h-its.org\/?p=20897"},"modified":"2019-05-14T17:00:39","modified_gmt":"2019-05-14T15:00:39","slug":"cbi-schmidtea-de","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.h-its.org\/de\/2018\/01\/24\/cbi-schmidtea-de\/","title":{"rendered":"Ein neues Genom f\u00fcr die Regenerationsforschung"},"content":{"rendered":"\n<p><strong>Erste vollst\u00e4ndige Entschl\u00fcsselung des Plattwurm-Genoms als Schatzkammer der Funktion und Evolution von Genen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image dt-single-image\"><figure class=\"alignleft\"><a class=\"dt-single-image\" href=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/reg_series.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2018\/01\/reg_series-300x131.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-20894\" \/><\/a><figcaption>Regeneration des Plattwurms <em>Schmidtea mediterranea<\/em>. (Bild: MPI-CBG)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Der Plattwurm <em>Schmidtea mediterranea<\/em> ist ein Tier mit fast unglaublichen Regenerationsf\u00e4higkeiten. Selbst wenn die Tiere in kleinste Gewebeteile zerschnitten werden, regeneriert aus jedem St\u00fcck wiederum ein perfekt proportionierter Mini-Plattwurm. Diese F\u00e4higkeit beruht auf besonderen adulten Stammzellen, von welchen jede Einzelne in der Lage ist, einen kompletten Wurm zu bilden. Wie <em>Schmidtea mediterranea<\/em> dieses Kunstst\u00fcck vollbringt ist bisher kaum verstanden. Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist die umfassende Entschl\u00fcsselung des <em>Schmidtea mediterranea<\/em>-Genoms, \u00fcber welche Forscher des Dresdner Max-Planck-Instituts f\u00fcr molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Zusammenarbeit mit dem Heidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien (HITS) in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature berichten. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass das Genom eine bisher unbekannte Gruppe von au\u00dfergew\u00f6hnlich langen Transposons (mobile DNA Elemente) besitzt, sowie viele neue Plattwurm-spezifische Gene. Andere Gene wiederum, die bisher als absolut notwendig f\u00fcr das \u00dcberleben eines Tieres galten, fehlen komplett. Die Entschl\u00fcsselung dieses Genoms ist von gro\u00dfer Bedeutung f\u00fcr die Regenerationsforschung, die Stammzellbiologie und vergleichende Bioinformatik.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Ein komplettes und vollst\u00e4ndig entschl\u00fcsseltes Genom ist essenziell f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis biologischer Eigenschaften von Organismen. Bisherige Versuche zur Entschl\u00fcsselung des <em>Schmidtea mediterranea<\/em> Genoms resultierten jedoch nur in Katalogen von 100.000 kurzen Sequenzst\u00fccken. Der Grund hierf\u00fcr liegt in den vielen, fast identischen Kopien derselben Sequenz, die einen gro\u00dfen Teil des <em>Schmidtea mediterranea<\/em> Genoms ausmachen. Um dieses Problem zu umgehen, verwendeten die Forschungsgruppen um Jochen Rink und Eugene Myers am MPI-CBG die auf Einzelmolek\u00fclmessungen basierende Sequenzier-Technologie der Firma Pacific Biosciences. Diese Technologie vom DRESDEN-concept Genome Center vom MPI-CBG und der TU Dresden, ist in der Lage, einzelne DNA-Molek\u00fcle \u00fcber eine L\u00e4nge von bis zu 40.000 Basenpaare (oder &#8222;Buchstaben&#8220;) direkt \u201eauszulesen&#8220;. Im Vergleich mit den nur 100-500 Basenpaare langen Sequenzst\u00fccken herk\u00f6mmlicher Sequenzier-Methoden lassen sich nun repetitive Abschnitte im Genom sehr viel<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image dt-single-image\"><figure class=\"alignleft\"><a class=\"dt-single-image\" href=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/02\/www.keskin-arts.com-DSC_8987.jpg\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.h-its.org\/wp-content\/uploads\/2017\/02\/www.keskin-arts.com-DSC_8987-300x200.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-14753\" \/><\/a><figcaption>Siegfried Schloissnig (HITS)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>leichter \u00fcberbr\u00fccken. Siegfried Schloissnig vom HITS war in erster Linie f\u00fcr die Entwicklung des neuartigen Softwaresystems &#8222;Marvel&#8220; verantwortlich, welches die langen Sequenzst\u00fccke effektiver und besser zusammenzusetzen kann als bisherige Systeme. Die Entschl\u00fcsselung des <em>Schmidtea mediterranea<\/em> Genoms produzierte insgesamt die enorme Datenmenge von acht Terabyte, welche selbst den Hochleistungsrechner-Cluster am HITS f\u00fcr drei Wochen besch\u00e4ftigte.<\/p>\n\n\n\n<p>Was k\u00f6nnen die Wissenschaftler mit der F\u00fclle an Information in einem Genom nun eigentlich anfangen? Eine der \u00dcberraschungen im Genom von <em>Schmidtea mediterranea<\/em> war das Fehlen hoch konservierter Gene wie MAD1 und MAD2. Diese beiden Gene sind praktisch in allen Organismen vorhanden und erf\u00fcllen w\u00e4hrend der Zellteilung die wichtige Kontrollfunktion, dass beide Tochterzellen die gleiche Anzahl an Chromosomen erhalten. Trotz des MAD1\/2-Genverlustes ist diese Kontrollfunktion bei Plattw\u00fcrmern jedoch vorhanden. Dieses R\u00e4tsel ist nur eine der vielen Fragen, bei deren Beantwortung das nun komplett entschl\u00fcsselte Genom helfen wird. Jochen Rink und seine Arbeitsgruppe freuen sich besonders auf Einblicke in die Frage, wie Plattw\u00fcrmer es schaffen, aus einem beliebigen St\u00fcck Gewebe einen ganzen Organismus zu regenerieren. Rink erkl\u00e4rt hierzu: &#8222;Wir kennen bereits einige der Gene, die f\u00fcr die Regeneration eines Plattwurm-Kopfes notwendig sind. Jetzt k\u00f6nnen wir auch nach den regulierenden Sequenzen suchen, welche die Kopf-Gene nur am vorderen Ende eines Gewebest\u00fcckes aktivieren&#8220;. Dar\u00fcber hinaus hat die Forschungsgruppe um Jochen Rink eine gro\u00dfe Sammlung von Planarienarten aus der ganzen Welt zusammengetragen, von denen viele die F\u00e4higkeit zur Regeneration verloren haben. \u201eWir k\u00f6nnen jetzt auch die Genome dieser Arten entschl\u00fcsseln und somit \u00fcber Genomvergleiche erforschen, warum manche Tiere regenerieren, w\u00e4hrend es so viele andere nicht k\u00f6nnen&#8220;, fasst Rink zusammen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Publikation:<\/h2>\n\n\n\n<p><em>Markus Alexander Grohme, Siegfried Schloissnig, Andrei Rozanski, Martin Pippel, George Young, Sylke Winkler, Holger Brandl, Ian Henry, Andreas Dahl, Sean Powell, Michael Hiller, Eugene Myers, Jochen Christian Rink: Schmidtea mediterranea&nbsp;and&nbsp;the evolution of core cellular mechanisms, Nature, 24. Januar 2018. <\/em><br><a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/nature25473\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><em>DOI: 10.1038\/nature25473<\/em><\/a><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Pressekontakt<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>MPI-CBG<br><\/strong>Katrin Boes<br>+49 (0) 351 210 2080<br>kboes@mpi-cbg.de<\/p>\n\n\n\n<p><strong>HITS<br><\/strong>Peter Saueressig<br>+49 (0) 6221 533 245<br>peter.saueressig@h-its.org<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">\u00dcber das MPI-CBG<\/h2>\n\n\n\n<p>Das Max-Planck-Institut f\u00fcr molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) ist eines von 83 Instituten der Max-Planck-Gesellschaft, einer unabh\u00e4ngigen gemeinn\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.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Erste vollst\u00e4ndige Entschl\u00fcsselung des Plattwurm-Genoms als Schatzkammer der Funktion und Evolution von Genen. 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