Die Zahlen sind beachtlich: 5,2 Milliarden «Buchstaben» (Basenpaare) und 39'000 Gene umfasst das Genom der Gerste.
Ein internationales Forscherteam hat einen Rekord aufgestellt: Nach zehnjähriger Arbeit legt es die komplette Sequenz des grössten je entschlüsselten Erbguts vor: das der Gerste. Damit schaffen sie auch wichtige Grundlagen für die Pflanzenzucht.
Die Zahlen sind beachtlich: 5,2 Milliarden «Buchstaben» (Basenpaare) und 39'000 Gene umfasst das Genom der Gerste. Ein Team aus Forschenden aus zehn Ländern - mit Beteiligung der Uni Zürich - stellt nun die komplette Sequenz des Getreides im Fachblatt «Nature» vor. Zum Vergleich: Das menschliche Erbgut umfasst knapp 3,3 Milliarden Basenpaare und - gemäss verschiedener Analysen - zwischen 20'000 und 30'000 Gene.
Bereits vor 12'000 Jahren angebaut
Gerste wurde bereits vor 10'000 bis 12'000 Jahren im Nahen Osten angebaut und dient seither unter anderem als Tierfutter und Hauptrohstoff für die Bierproduktion. Es sei eines der wichtigsten Getreide der Welt, hiess es in einer Mitteilung der Universität Zürich vom Mittwoch.
Wie alle Nutzpflanzen hat auch die Gerste mit Pflanzenkrankheiten und sich verändernden Umweltbedingungen zu kämpfen. Zudem müssen landwirtschaftliche Erträge gesteigert werden, um die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren. Die nun vorgestellte Erbgutsequenz, die Informationen über die Position, Struktur und Funktion der Gene umfasst, bietet eine nützliche Ressource, um neue Sorten zu züchten.
Wiederholende Sequenzen
Der Bioinformatiker Thomas Wicker von der Uni Zürich leitete gemeinsam mit Kollegen vom Helmholtz Zentrum München die Analyse des Grossteils des Gerstengenoms. Eine interessante Eigenschaft dieses Erbguts: Die Gene machen nur etwa drei Prozent des Genoms aus.
Der allergrösste Teil besteht aus sich wiederholenden Sequenzen, sogenannten Transposons: «Das sind mobile genetische Einheiten, die fähig sind, Kopien von sich selbst herzustellen», erklärte Wicker gemäss der Mitteilung. Transposons würden daher auch als «egoistische DNA» oder «genomische Parasiten» bezeichnet.
Überraschende Aufteilung
Ein Fokus von Wicker und seinen Müncher Kollegen lag darauf, wie die Gerste mit dieser riesigen Menge genomischer Parasiten überhaupt umgehen kann. «Überraschend für uns war die Entdeckung, dass Transposons und Gene unterschiedliche Kompartimente entlang den Chromosomen besetzen», sagte Wicker. Die Transposons sitzen demnach vor allem in der Mitte der Chromosomen, die Gene eher an den Enden.
Wie es zu dieser räumlichen Aufteilung gekommen ist, sei derzeit noch unklar. Ebenso, welche Rolle die Transposons für die Evolution der Gerste gespielt haben und noch spielen. Dieser Frage wollen die Zürcher und Müncher Forschenden als nächstes nachgehen.
