Tausende Genome entziffern
Axel JankeBeruf
Mikrobiologe und Professor für Evolutionäre Genomik
Position
Sprecher des Zentrums LOEWE-TBG Translationale Biodiversitätsgenomik in Frankfurt am Main
Beruf
Mikrobiologe und Professor für Evolutionäre Genomik
Position
Sprecher des Zentrums LOEWE-TBG Translationale Biodiversitätsgenomik in Frankfurt am Main
Am LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik wollen Forscher um Axel Janke Genome vor allem unbekannter Organismen entziffern und so das Potenzial der biologischen Vielfalt sichtbar und nutzbar machen.
Fruchtfliege, Ackerschmalwand oder das Bakterium E.coli haben eines gemeinsam: Sie sind beliebte Modellorganismen für Forscher, weil ihr genetische Code bekannt und bis ins Detail analysiert ist. Doch Millionen von Mikroorganismen sind bis heute weder bekannt noch erforscht. Ein Team um Axel Janke vom neuen LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsforschung (TBG) will diese Lücke schließen. Im Fokus einer großangelegten Genom-Offensive steht die Sequenzierung sogenannter Nicht-Modell-Organismen und deren Potenzial als Naturstoffquelle für neue Medikamente oder Materialien. Auch das Erbgut beschriebener exotischer Spezies soll offengelegt und in einer Datenbank Wissenschaftlern zugänglich gemacht werden.
Was sind die Aufgaben des neuen LOEWE-Zentrums?
Wir wollen von einer großen Bandbreite verschiedener Organismen 1.000 Genome pro Jahr in verschiedenen Qualitäten sequenzieren, um die Biodiversitätsgenomik einer angewandten (translationalen) Forschung zugänglich zu machen. Dabei stehen Fragen der vergleichenden Genomik, der Naturstoffgenomik und des genomischen Biomonitorings im Vordergrund.
Welche Organismen stehen im Visier der Genomsequenzierung und nach welchen Kriterien werden sie ausgewählt?
Im Laufe der Förderung werden wir insbesondere die Genome von Nicht-Modellorganismen, von denen bisher noch keine Genome bekannt sind, sequenzieren. Diese werden nach Passung zu Fragestellungen innerhalb von TBG ausgewählt. Aber auch Exoten wie Flaschentierchen, Pfeilwürmer und Eipilze, Asseln, Schnecken und Flechten, also Organismen von besonderer wissenschaftlicher Bedeutung, werden sequenziert. Weiterhin werden wir im Rahmen der Digitalisierungsstrategie sogenannte Holotypen sequenzieren, also die Genome von neu beschriebenen Arten der Wissenschaft zugänglich machen.
Wie lange dauert es heute, ein Genom zu sequenzieren?
Das hängt von der Größe des Genoms ab. Kleine Genome von 40 Millionen Nukleotiden wie bei Pilzen können in wenigen Stunden sequenziert werden. Die Sequenzierung größerer Genome, wie die von Säugetieren, die 3 Milliarden Nukleotide groß sind, braucht nur wenig mehr Zeit. Das Problem ist das sogenannte Assembly, das Zusammensetzen der ausgelesenen Genomabschnitte. Das kann wenige Stunden aber auch einige Wochen dauern.
Wie werden die genomischen Daten zur Verfügung gestellt und wer darf sie nutzen?
Nach dem Assembly werden die Daten zunächst den beteiligten Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt. Wir haben uns aber selbst verpflichtet, die fertigen Genome innerhalb eines Jahres in öffentlichen Datenbanken wie dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) und dem amerikanischen National Cancer Institute (NCI), der wissenschaftlichen Gemeinde zur Verfügung zu stellen.
Welchen Betrag kann die Genomoffensive für die Bioökonomie leisten?
Von den meisten Organismen ist heute noch nicht bekannt, wie wir sie nutzen können. Die Genomik ist eine wichtige Methode, um neue Einblicke in die Naturstoffe zu bekommen. Ein Großteil der heutigen Medikamente haben zum Beispiel ihren Ursprung in der Biodiversität. Bisher war es nur möglich diese Naturstoffe aufwendig biochemisch zu identifizieren. Mittels der Genomik können viele Stoffwechselwege durch Datenanalyse identifiziert werden, was den Kreis der zu untersuchenden Organismen einschränkt.
Interview: Beatrix Boldt
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