Licht in die "dunkle Materie" der DNA

5. September 2012, 19:00
  • Ein Chromosom (links oben) und sein DNA-Strang. Zwei Prozent sind Gene, rund 80 Prozent dienen ihrer Steuerung.
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    Ein Chromosom (links oben) und sein DNA-Strang. Zwei Prozent sind Gene, rund 80 Prozent dienen ihrer Steuerung.

Megaprojekt mit 442 beteiligten Wissenschaftern zeigt: Sogenannte "Junk-DNA" ist wichtig und enthält Millionen von Gen-Schaltern

London/Wien - Als die Sprecher des Humangenomprojekts 2001 die vollständige Sequenzierung der menschlichen DNA verkündeten, gab es einige Überraschungen. Zum einen zeigte sich, dass der Mensch gerade einmal rund 22.500 Gene besitzt, also weniger als etwa der Wasserfloh. Zum anderen waren die Forscher darüber verwundert, dass bloß zwei Prozent der 2,9 Milliarden Basenpaare der DNA auch tatsächlich Gene sind, deren Information mittels RNA in Proteine umgesetzt wird.

Was aber ist mit dem großen riesigen Rest? Ist das bloß Junk-DNA, also genetischer Müll, der sich im Laufe der Evolution angesammelt hat?

Um diese Frage zu beantworten, gründeten Forscher nach Abschluss des Humangenomprojekts mit ENCODE ein weiteres Großforschungsprojekt, das am Mittwoch in gleich dreißig parallel erscheinenden und vernetzten Publikationen, unter anderem in den Wissenschaftszeitschriften "Nature" und "Science", vorgestellt wird. Zudem werden auch seine wichtigsten Resultate publiziert, die ebenfalls überraschen.

Großforschung ist in diesem Fall übrigens nicht übertrieben: An ENCODE waren 442 Wissenschafter aus 32 Labors in Großbritannien, den USA, Spanien, Singapur und Japan beteiligt. Sie generierten und analysierten mehr als 15 Terabytes (15 Billionen Bytes) an Rohdaten, die nun komplett öffentlich zugänglich gemacht wurden. Dabei kamen die verwendeten Computer zusammengenommen auf eine Laufzeit von ungefähr 300 Jahren für die Untersuchung von 147 verschiedenen Gewebetypen.

Riesiger Steuerungsapparat

Das Hauptergebnis des Mammutprojekts: Die bis jetzt "dunkle Materie" im menschlichen Genom ist kein Abfall, sondern Sitz eines gigantischen Steuerungsmechanismus mit rund vier Millionen Regulierungselementen, welche die Aktivität unserer Gene regulieren. Ohne diese Schalter würden unsere Gene nicht funktionieren, und Mutationen in diesen Bereichen könnten zu Krankheiten führen.

"Dank ENCODE wissen wir nun, dass ungefähr 80 Prozent des Genoms aktiv sind", fasst Ewan Birney, verantwortlich für die Koordination der Analysen, die Ergebnisse zusammen. Damit sei "ein viel größerer Teil des Genoms als bisher angenommen aktiv daran beteiligt, wenn es darum geht, wann und wo Proteine produziert werden, statt sich lediglich um die Herstellung der Bausteine zu kümmern."

Die Arbeit sei mit der Publikation indes noch lange nicht zu Ende, erklärt Brendan Maher, der für "Nature" die Ergebnisse kommentierte. Niemand wisse, wie viel mehr Informationen das Genom in den rund 180 verschiedenen Zelltypen noch bereithalte. Bis zu einem umfassenden Handbuch sei es noch immer ein weiter Weg.

Immerhin: "Jetzt haben wir eine interaktive Enzyklopädie, auf die jeder zugreifen kann - das ist ein großer Fortschritt", sagt der spanische ENCODE-Mitarbeiter Roderic Guigó stolz. Was wiederum bedeutet, dass die Daten von ENCODE ab sofort von jedem Wissenschafter zur Erforschung von Krankheiten verwendet werden können. (Klaus Taschwer/DER STANDARD, 6. 9. 2012)

 

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Hier ein eher kritischer Blogeintrag

... zum Medienecho des (wichtigen) Encode-Projekts:
http://thefinchandpea.com/2012/09/0... edia-fail/

Nur 15 TB Daten? Find ich ziemlich wenig, siehe unten. ;-)

http://io9.com/5938114/e... uman-sperm

Gehört zwar nicht hierher, ...

... aber wenn schon "dunkle Materie" im Titel vorkommt und nirgendwo sonst erwähnt wird: http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspot.de/2012/09/d... lanck.html

DNA?

Das sind eindeutig Nudeln.

Blasphemische Wissenschaftrabauken.

Falls sich jetzt noch herausstellt, dass der Code, den mein Sitznachbar produziert, zu weniger als 98% Junk ist, dann fress ich einen Besen.

und jetzt stelle man sich mal vor, was diese ganzen "linkage-studien" bisher eigentlich für ein gewicht haben...sehr wenig wahrscheinlich.

Ich kann mit Hilfe meines Menschen sogar im Standard posten!

geil - du hast dein vehikel gut unter kontrolle, respekt;-)

aktiv != funktional

80% der DNA ist "aktiv", was soviel heisst wie dass dort Proteine wie Transkriptionsfaktoren binden oder die DNA in RNA transkribiert wird. Wieviel davon tatsächlich funktional ist, muß erst noch gezeigt werden (Stichwort "transcriptional noise" und "unspecific binding").

Rauschen

Man müsste erst man alle Funktionen auf Zell- und Molekularebene kennen. Was definitiv nicht der Fall ist. Solang eine Wirkung unbekannt ist, ist auch ihre Ursache unbekannt.

In den Neurowissenschaften ist man heute dort, wo die Biologie zu Zeiten Pasteur's war. Gleichzeitig will man aber festgestellt haben, was Gene wo veranstalten oder ob sie gar nutzlos rumlungern. Das passt irgendwie nicht zusammen, finden Sie nicht?

Es gibt dunkle Materie, dunke Energie und Schrott-DNA. Dunkle Bereiche im Denken sind das. Aber niemand traut sich einzugestehen "... das wissen wir nicht". Da erfinden wir lieber "Dunklen Schrott".

Schon arg - vor +10 Jahren glaubte man das junk DNA eher sinnlos wäre.

Nun stellt sich raus das das überhaupt nicht der Fall ist.

Ziemlicher Quantensprung in der Erkenntnis, und dem Zugeständnis das man nach all den vielen Jahren nach 1953, wo man erkannte das DNA der zentrale Datenspeicher ist, doch noch sehr vieles einfach nicht weiss ...

das haben die populärwiss. autoren und journalisten geglaubt, ist nie in einem paper mit peer review gestanden.

"Geglaubt" hat man das sowieso nie ganz.

Da die Synthese von DNA für die Zelle recht energieaufwendig ist, hätte sich ein Großteil von wirklicher "Junk-DNA" in der Evolutionsgeschichte schon verabschiedet.

glaubte man

Man wusste nicht wozu sie gut war und hat sie deshalb so benannt. Für mich einer der peinlichsten Fehlschüsse in der Genforschung!

Also ich war in der Bioinformatik tätig und habe nie den Ausdruck "Junk DNA" gehört. Wir sprachen von non-coding regions, da es bereits seit einiger Zeit klar ist, dass diese Abschnitte nicht direkt Proteine codieren, aber irgendeine Bedeutung haben.

Ist ein Quantensprung nicht der kleinstmögliche Sprung?,

nämlich der eines Elektrons von einer Elektronenbahn auf die Andere?
So hab ich das jedenfalls mal gelernt mit der Beibemerkung, dass Politiker den kleinst möglichen Sprung als den Größten und Besten verkaufen wollen, wenn sie von einem Quantensprung reden;)

ist es - und meistens von einem (energetisch) höheren Niveau auf ein niedrigeres ;)

Für das Elektron ist er aber schon groß, also alles eine Frage der Perspektive

Das "Handbuch" möchte ich dann sehen...

und dann noch die Epigenetik dazu

dann werden "das" Krebsgen immer schwerer erklärbar und die Umwelt für die Proteinauswahl und -produktion immer wichtiger.

Diese Ergebnisse werde ich gleich in einer Junk-Mail weiterverbreiten

und wenn die verwendete Software

den einen oder anderen Bug hatte, wie sehr kann man
den Ergebnissen trauen ? Dann stellt sich auch noch
die Frage was ist eigentlich wichtig, die Form meines
Ohrläppchens oder meiner kleinen Zehe ist definitiv
in meiner DNA codiert aber wichtig ist mir was Anderes. Zum Beispiel würde ich zu gerne wissen ob ich den Krebs meines Großvaters "geerbt" habe. Wie
bei allen Monsterprojekten ist der Erwartungsdruck enorm und wenn die Publikationen einen gewissen
Level an Hysterie erreichen, entsteht auch der
Verdacht das eigentlich gar nichts Brauchbares
rausgekommen ist.

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