Position eines Gens im Chromosom beeinflusst Evolution

    30. Juli 2017, 21:50
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    Österreichische Forscher fanden bei Bakterien heraus, dass Nachbargene beeinflussen, wie sehr sich die Aktivität eines Gens verändern kann

    Klosterneuburg – So wie Kinder aus gut situierten Gegenden eher zu einer erstklassigen Ausbildung kommen als solche aus Armenvierteln, prägt die Nachbarschaft auch bei Genen ihr Entwicklungspotenzial: Bis jetzt war wenig darüber bekannt, wie die Position eines Genes auf einem Chromosom seine Evolution beeinflusst. Nun aber konnten Klosterneuburger Forscher nachweisen, dass manche vorteilhaften Veränderungen in der Evolution nur dann geschehen können, wenn die Nachbarn dies zulassen.

    Evolution im Labor

    Magdalena Steinrück und Calin Guet vom Institute of Science and Technology (IST) Austria haben im Labor mit Escherichia-coli-Bakterien Evolutionsexperimente durchgeführt. Sie fügten ein Gen in das Erbgut der Mikroben ein, das sie vor dem Antibiotikum Tetrazyklin schützt. Zu Beginn des Experiments war es jedoch fast vollständig ausgeschaltet. Mit steigenden Mengen an Tetrazyklin übten die Forscher einen Selektionsdruck auf die Bakterien aus – diese konnten nur mehr überleben und sich vermehren, wenn das Resistenzgen durch Mutationen immer stärker aktiviert wurde.

    Das Ergebnis der Versuche: Die Bakterien überlebten wesentlich öfter, wenn sich das Resistenzgen an bestimmten Stellen des Chromosoms befand, im Vergleich zu anderen Stellen. Die Nachbarschaft beeinflusse folglich, welche Veränderungsmöglichkeiten einem Gen zur Verfügung stehen. "Manche Mutationen können nur vorkommen, wenn die benachbarten Gene dies zulassen", so die Forscher.

    Hilfe im Kampf gegen resistente Erreger

    "Wir zeigen, dass Gene Mutationen und das Anpassungspotential benachbarter Gene beeinflussen können. Die Organisation von Genen auf dem Chromosom ist daher sowohl Ursache als auch Wirkung von evolutionärer Veränderung", meint Guet. Die Resultate der im Fachmagazin "eLife" erschienenen Studie könnten auch bei Vorhersagen helfen, wann neue Antibiotikaresistenzen zu erwarten sind und wann nicht. Dies wäre bei der Bekämpfung resistenter Krankheitserreger von Nutzen. (APA, red, 30.7.2017)

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