Das Erbe des Denisova

30. August 2012, 20:06

Genetikern ist die Entschlüsselung des Genoms des sibirischen Urmenschen gelungen, der seinen Beitrag zum Erbgut des heutigen Homo sapiens geliefert hat

Leipzig - Es muss eine Art Luxuswohnung gewesen sein, damals vor rund 50.000 Jahren. Die Denisova-Höhle liegt geradezu idyllisch eingerahmt von den Wäldern des südsibirischen Altai-Gebirges. Wer hier lebte, hatte Blick auf den Fluss Anui und reichlich jagdbares Wild direkt vor der Haustür. Kein Wunder also, dass die geräumige Grotte immer wieder gerne von Urmenschen bewohnt wurde.

Unbekannte Hominiden-Art

2008 gruben Archäologen in der Höhle einen kleinen Fingerknochen aus, später kamen noch zwei Backenzähne dazu. Erste genetische Untersuchungen des im Knochen enthaltenen Erbguts zeigten: Das Fossil entstammt einer bis dahin unbekannten Hominiden-Art, dem Denisova-Menschen. Die Zähne sind in ihrem Bau einzigartig. Sie gleichen weder denen von Neandertalern noch denen des modernen Homo sapiens.

Bemerkenswert gute Konservierung

Besagter Fingerknochen ist noch in einer anderen Hinsicht außergewöhnlich: Er enthält, trotz seines hohen Alters, noch etwa 70 Prozent eigene DNA. Bei vergleichbar datierten Neandertaler-Überresten beträgt dieser Anteil meist weniger als ein Prozent. Wie die bemerkenswert gute Konservierung zustande kam, ließ sich noch nicht klären. "Das ist ein großes Rätsel", sagt der Paläogenetiker Svante Pääbo im Gespräch mit dem Standard.

Genom komplett entschlüsselt

Pääbo, der als Forscher am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig tätig ist, leitete bereits die ersten genetischen Analysen des Denisova-Knochens (vgl. u. a. Nature: Bd. 468, S. 1053). Jetzt hat er zusammen mit einem internationalen Expertenteam das Genom des mysteriösen Urmenschen, eines Mädchens, praktisch komplett entschlüsselt. Bis in kleinste Details.

Die Wissenschafter hatten allerdings nur eine winzige Menge Knochenmaterial zur Verfügung. "40 Milligramm, und nur zehn Milligramm davon gingen in die Genom-Fraktion," erklärt Pääbo. Um mit dieser minimalen Probe auszukommen, erdachten die Experten einen Trick. Sie spalteten die prähistorischen DNA-Doppelstränge biochemisch auf und nutzten die so entstandenen Einzelstränge als Vorlage für die Bildung künstlicher, ergänzender DNA-Sequenzen. Das Erbgut wurde dadurch praktisch verdoppelt.

Denisova-Erbe am stärksten auf Papua-Neuguinea

Die Ergebnisse der neuen genetischen Untersuchungen, welche heuer von "Science Express" veröffentlicht wurden, offenbaren mehrere faszinierende Aspekte. So bestätigte unter anderem ein Vergleich mit dem Genom von elf unterschiedlichen modernen Menschen aus aller Welt frühere Forschungsergebnisse, wonach die Denisova, ähnlich wie Neandertaler, einen gewissen Beitrag zum Erbgut des heutigen Homo sapiens geliefert haben. Es muss zu Kreuzungen gekommen sein. Das Denisova-Erbe lässt sich am stärksten bei Ureinwohnern von Papua-Neuguinea nachweisen. Dort beträgt es zwischen drei und sechs Prozent. Auch bei Melanesiern und australischen Aborigines finden sich Anteile.

Nur wenig genetische Vielfalt

"Es kann sein, dass die Denisova in Südostasien lebten und nur für ein paar tausend Jahre in Sibirien auftraten", erklärt Svante Pääbo. Dafür spräche auch ein weiteres Studienergebnis: Anscheinend gab es bei diesen Hominiden nur wenig genetische Vielfalt. Das wiederum, meint Pääbo, könnte auf eine schnell wachsende und expandierende Population hinweisen. (deswa, DER STANDARD, 31.8.2012)

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22 Postings

wie realistisch sind 6 % erbgutanteil?

von meinem ururopa, kaum 100 jahre tot, habe ich auch statistisch ca. 6 % anteil.

Mathematisch gesehen ist das dann möglich, wenn alle Urahnen 6% Anteil haben und es sich gleichmäßig weitervererbt. Dann haben deine Ur-Ur-Enkel immer noch 6% Anteil.
Aber ich glaube, man hat einen oder mehrere Marker benannt, und diese in 6% der heutigen Papua-Neuguineaner nachgewiesen. Also, nicht 6% des gesamten Erbguts stammt voM Denisova-Menschen, sondern in 6% der heutigen PNaner lassen sich Merkmale finden. Ähnlich wie die Forschung mit den Haplogruppen.
Ich hoffe, ich habe das richtig verstanden.

Wie will man aus ein oder zwei Proben die genetische Vielfalt bestimmen?

Für die autosomalen Regionen, wo Reads

-also erfolgreiche Sequenzierungen - beider Allele (von Mutter bzw. Vater) des Denisova vorliegen, kann man über die Heterozygotie (Stellen, wo auf den beiden Allelen unterschiedliche Basen vorliegen) hier solche Mutmaßungen anstellen.

Im Paper wird aber auch korrekterweise auf das Problem hingewiesen, daß hier natürlich auch das Genome eines Individuums untersucht worden sein könnte, das einem besonderen Grad von Inzucht unterworfen war. Vielleicht war die Denisova-Höhle da ähnlich einem abgelegen Alpental...

Auch könnte natürlich durch Ausfälle an Reads bei einem der Allele fälschlich Homozygotie für jene Bereiche vermutet werden (wobei das aber meistens durch die herabgesetzte Gesamtstärke an Amplifikat wohl z.T. auffallen dürfte).

Das frage ich mich auch. Wenn man irgendwann mich und meinen eineiigen Zwilling ausgräbt, wird man auch falsche Schlüsse ziehen.

koennte man das denisova maedel jetzt klonen oder fehlt da noch was?

was noch fehlt

ist das ethische und gesetzliche

technisch wärs meines wissens kein problem, könnte halt mehrere versuche brauchen und nicht ganz 100%ig das selbe ergebnis liefern, wegen dem fehlen von epigenetischen und mütterlich-mitochondrialen fatorken

aber stellen sie sich mal den aufschrei vor wenn das tatsächlich gemacht würde... wenn dann im geheimen...

Technisch kein Problem?

Da ist man noch Lichtjahre davon entfernt, das zu können! Den Göttern sein Dank!

"Lichtjahre" sind keine Zeiteinheit wie Sekunden/Minuten/Stunden, sondern eine Distanzeinheit, wie Meter, Kilometer, usw.

1. Welche Götter?
2. Warum?

In der Tat ein rein ethisches Problem. Die Möglichkeit oder Unmöglichkeit der technischen Machbarkeit hat nichts mit imaginären, postulierten Metawesen zu tun und es ist wohl nur eine Frage der Zeit...

was für eine sensationelle technik

"Sie spalteten die prähistorischen DNA-Doppelstränge biochemisch auf und nutzten die so entstandenen Einzelstränge als Vorlage für die Bildung künstlicher, ergänzender DNA-Sequenzen. Das Erbgut wurde dadurch praktisch verdoppelt."

das ganze ist voraussetzung für jedwedige DNA-sequenzierung, nennt sich PCR (polymerase chain reaction), und wird immer und mehrmals durchgeführt

ist also von wissenschaftlicher sicht nonsens dass da so hinzuschreiben

PCR ist in der Tat keine Herrausforderung mehr, solange es um kurze DNA- Fragmente geht.
Einen gesamten DNA-Strang in vitro zu verdoppeln wäre jedoch eine Leistung.

Ich hab' zwar genau Null Ahnung davon, aber witzigerweise dachte ich mir Ähnliches schon beim Lesen.

Die Sequenzierung fand mit Illumina statt. D.h. sie haben die DNA ein bisschen mehr als nur verdoppelt (sagen wir etwa: vermilliardenfacht?)
Das einzige interessante, was ich im Artikel zu diesem Thema sehe, ist, dass sie Uracil entfernt haben und die DNA an diesen Stellen noch einmal zerschnitten, um das Risiko des Einbauens falscher Basen bei der PCR zu verhindern zum Preis, nur kürzere Stücke sequenzieren zu können.

Plus dann kommen noch die üblichen Probleme mit Illumina dazu.

Ja, ja, die üblichen Probleme, die Illumina uns allen ständig bereitet, dieses Gfrast.

paired-end reading mit nur wenigen hundert (oder knapp an die hundert basenpaaren) pro read, d.h. die millionen an reads müssen dann erst per software zu einem gesamt-genom gemacht werden. das am besten mit einem referenzgenom, das nichts anderes ist als ein genom einer nah verwandten spezies (primaten). bestimmte bereiche sind dann zwar sequenziert, aber man weiß nicht, "an welche stelle" sie gehören. repetitive sequenzen kann man dann gar nicht lokalisieren (und das sind viele); und ein paar detailsachen gibt's auch noch, die das leben schwer machen. nichtsdestotrotz ist es state-of-the-art und ganz zuverlässig/weit verbreitet.

Polymerase mit fremd-DNA? - Bitte korrigiert mich!

"Sie spalteten die prähistorischen DNA-Doppelstränge biochemisch auf und nutzten die so entstandenen Einzelstränge als Vorlage für die Bildung künstlicher, ergänzender DNA-Sequenzen. Das Erbgut wurde dadurch praktisch verdoppelt."

seit wann is ne polymerase chain reaction so was aussergewoehnliches...?? o_O

Eine PCR ist immer etwas Besonderes...
http://www.youtube.com/watch?v=x5yPkxCLads

Asche auf mein Haupt,
Sie bringen es noch besser auf den Punkt ;)

der im artikel erwähnte "trick" muss anders gemeint sein, denn eine PCR ist im prinzip für alle aktuelle sequenziergeräte in der einen oder anderen form eine notwendige voraussetzung.

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