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Forschende am Institut für Molekulare Systembiologie der ETH Zürich haben die bislang grösste Untersuchung doppelter Gene durchgeführt. Der evolutionäre Sinn der Genverdoppelungen war bislang unklar. Jetzt haben Forschende der ETH Zürich entdeckt, dass die Doppelgängergene eine ganze Reihe von Strategien entwickelt haben, um im Erbgut eines Organismus' zu bleiben.
Die Verdoppelung eines Gens verschafft dem betroffenen Organismus in der Regel keine Vorteile, meist handelt es sich um eine schädliche Mutation, die in den folgenden Generationen bald ausgemerzt wird. In einigen Fällen jedoch bleiben die verdoppelten Gene erhalten. Die evolutionären Mechanismen, die hinter dieser Erhaltung von doppelten Genen stecken, blieben bislang unklar.
Keine Hauptrolle zu vergeben
Nun haben Uwe Sauer und sein Team am Institut für molekulare Systembiologie der ETH Zürich mit einer Kombination von experimentellen und rechnerischen Methoden die verschiedenen Funktionen der doppelten Stoffwechselgene von Hefezellen quantitativ untersucht. Die bislang grösste systembiologische Untersuchung dieser Art ergab ein Nebeneinander von vier in etwa gleich wichtigen Funktionen; eine eigentliche Hauptrolle der doppelten Gene kristallisierte sich nicht heraus. Doppelgene der einen Gruppe dienen als stumme Sicherheitskopien, Gene einer zweiten Gruppe sind aktiv und verstärken so die Funktion ihres Zwillingsgens. Ein weiterer Typ von Doppelgenen übt regulatorische Funktionen aus; Gene der vierten Gruppe schliesslich haben sich weiterentwickelt und so neue Aufgabengebiete erschlossen. Die Publikation, die in der Oktoberausgabe des Wissenschaftsmagazins "Genome Research" erschienen ist, widerspricht damit Arbeiten, in denen eine bestimmte Funktion für die Beibehaltung doppelter Gene in den Vordergrund gestellt wird.
Hefe als idealer Modellorganismus
Die 672 Stoffwechselgene der Hefe bieten ein ideales Modell, um die Funktionen der Genverdoppelungen zu untersuchen, weil 295 der Gene einen Doppelgänger aufweisen. Von den insgesamt rund 6000 Hefegenen dürfte es sich bei etwa 1500 um Duplikate handeln.
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Quellenangabe zur Publikation
Medienmitteilung von Genome Research: www.eurekalert.org/pub_releases/2005-10/cshl-fi092705.php
Originalarbeit: www.genome.org/cgi/doi/10.1101/gr.3992505
http://www.imbs.ethz.ch
http://www.systemsx.ch
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Informationstechnik, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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