Das Genom des Mooses Physcomitrella patens ist entschlüsselt

Veröffentlicht: 22. Januar 2008 in Forschung

Was für den Menschen Fruchtfliege und Maus waren, ist für Blütenpflanzen das Moos Physcomitrella patens: Mit der Genomsequenzierung des Kleinen Blasenmützenmooses ist die bis dahin klaffende Lücke zwischen einzelligen Algen und komplexen Blütenpflanzen geschlossen worden. Ein internationales Konsortium von 70 Wissenschaftlern aus 45 Laboratorien, vor allem aus Deutschland, Japan und den USA, hat das Erbgut des Mooses entschlüsselt.

Im Dezember 2007 veröffentlichte das Team seine Ergebnisse in der 13. Online Ausgabe des Science-Magazins, am 4. Januar 2008 erschien die entsprechende Druckversion. Die Sequenzierung erfolgte am Genominstitut des US-amerikanischen Energieministeriums. Klaus Mayer und Heidrun Gundlach, Wissenschaftler am Institut für Bioinformatik des Helmholtz Zentrums München hatten dabei die Aufgabe, sowohl den repetetiven Anteil des Genoms als auch die auf diese Bereiche beruhenden Genomdynamiken detailliert zu analysieren, um Einblick in die Evolution des Genoms zu bekommen.

Physcomitrella patens ist das erste sequenzierte Moos und damit zum Modellorganismus geworden: Sie ist eine der wenigen vielzelligen Organismen mit hoch effizienter homologer Rekombination. Genfunktionen
können hier gut analysiert werden, weil fremde DNA-Abschnitte einfach und gezielt an bestimmte Positionen im Erbgut des Mooses integriert und spezielle Gene ausgeschaltet werden können.

Mit der vollständigen Genomsequenz können evolutive Entwicklungen seit der Trennung von Moosen und Blütenpflanzen vor mehr als 400 Millionen Jahren und der Differenzierung von einzelligen, im Wasser lebenden Algen erforscht werden. Etwa wie es die ersten Landpflanzen geschafft haben, extreme Temperaturschwankungen, Trockenheit, hohe UV-Strahlung und starke Salzbelastung zu tolerieren.

Erstaunlich ist die Größe des Erbguts von Physcomitrella patens: Es umfasst etwa 36.000 Gene, das sind etwa 50 Prozent mehr als man im menschlichen Genom vermutet, und etwas weniger als 500 Millionen
Nukleotide. Dabei sind Moose anatomisch gesehen eher einfach gebaut: Sie haben weder richtige Wurzeln, noch Stamm, Blätter, Blüten oder Samen.

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