Zufallsmutationen können Enhancer aus funktionslosen Sequenzen erzeugen

15. Juni 2014, 12:00
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Wiener Forscher untersuchten Evolution von Transkriptionsverstärkern im Erbgut von Fruchtfliegen

Wien - Allein durch zufällig auftretende Mutationen können Transkriptionsverstärker (Enhancer) in bis dahin funktionslosen Erbgut-Bereichen entstehen, fanden Wiener Forscher mit Kollegen aus den USA heraus. Solche Vorgänge tragen möglicherweise dazu bei, dass sich bei nahe verwandten Arten erkennbare Unterschiede bilden, berichten sie aktuell in der Fachzeitschrift "Nature Genetics".

Die Forscher um Alexander Stark vom Institut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien hatten die Aktivität der Transkriptionsverstärker in fünf verschiedenen Fruchtfliegen-Arten mit einer vor kurzem selbst entwickelten Methode namens "Starr-Seq" untersucht. Enhancer sind DNA-Abschnitte, die dafür sorgen, dass räumlich nahe liegende Informationen auf dem Erbgut effektiv abgelesen werden.

Mutationen durch Ablesefehler

Dabei habe sich herausgestellt, dass die Enhancer in nahe verwandten Arten wie Drosophila melanogaster und D. yakuba zu etwa 80 Prozent gleich funktionieren, so Stark. Das heißt, diese Enhancer befinden sich an der selben Stelle im Genom und haben eine vergleichbare Aktivität. Selbst zwei Arten, die evolutionär so weit voneinander entfernt sind wie Menschen und Eidechsen, nämlich D. melanogaster und D. willistoni, würden noch mehr als die Hälfte funktionell gleicher Transkriptionsverstärker besitzen.

Man habe nun auch erstmals bei ganzen Genomen messen können, wie viele Enhancer durch Mutationen aus funktionslosen Sequenzen hervorgegangen sind, so der Molekularbiologe. "Man nimmt an, dass sich D. melanogaster und D. yakuba erst vor zehn Millionen Jahren evolutionär getrennt haben, seitdem sind in beiden Arten rund 500 neue Enhancer entstanden", so Stark.

Diese Zahl könne allein durch die Rate an zufällig auftretenden Mutationen, die durch Ablesefehler bei der Verdopplung von DNA immer wieder vorkommen, erklärt werden. Umgekehrt tickt für die Genverstärker auch eine "molekulare Uhr", denn etwa alle zehn Millionen Jahre verliert jeder 25. Enhancer seine Funktion, berichten die Forscher in ihrer Studie. (APA/red, derStandard.at, 15.6.2014)

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