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Was die moderne Medizin von „egoistischen Genen“ lernen kann

Konflikte finden nicht nur innerhalb, beziehungsweise zwischen verschiedenen Arten statt, sogar in unserem Erbgut, dem Genom, werden fortwährend Konflikte gegen sogenannte Genom-Parasiten ausgetragen. Bereits 1976 beschrieb der Evolutionsbiologe Richard Dawkins das „egoistische Gen“.

Egoistische Gene sind Gene, die ausschließlich ihre eigene Vermehrung bewirken, auch wenn sie dadurch dem gesamten Organismus schaden. Gene und Genprodukte in einem Organismus sind also keineswegs so optimal aufeinander abgestimmt, wie man denken würde. Egoistische Gene, auch springende Gene oder Transposons genannt, greifen in verschiedenen Prozessen der Zellteilung ein – stören so etwa die Funktion eines wichtigen Gens, verursachen Krankheiten und können im schlimmsten Fall zur Sterilität eines Organismus und so zum Aussterben seiner Art führen. 

Oftmals gelangen Transposons über außen in den Organismus, aber dieser hat Abwehrstrategien entwickelt, um die schädlichen wieder aus dem Genom zu entfernen, die vorteilhaften Transposons hingegen zu fixieren. So kommt es sogar zu einem Nutzen für den Organismus, der an die nächste Generation weitergegeben wird. Der Organismus hat somit sein genetisches Repertoire vergrößert und ist somit auf zukünftige Herausforderungen vorbereitet. Transposons können demnach Initiatoren für wichtige Veränderungen in der Evolution sein.

ForscherInnen am IMBA, unter der Leitung von Julius Brennecke, beschäftigen sich intensiv damit, die Abwehrstrategien, die innerhalb unserer DNA ausgetragen werden, molekular zu erfassen. Sie erforschen winzige RNA-Moleküle, klären Signalwege innerhalb der Zelle auf und erhalten so wertvolles Wissen, wie sich die Zelle gegen DNA-Eindringlinge schützt. Gleichzeitig birgt das Forschungsgebiet ungeahnte Einblicke in die Evolution – auf molekularer Ebene. Etwa, wie werden neue Signalwege in der Zelle erschlossen? Wie werden Proteine innerhalb der Zelle umfunktioniert, um neue Aufgaben zu erfüllen?

Zur Beantwortung dieser und anderer Fragen stützen sich die ForscherInnen auf einen bewährten Modellorganismus der Genetik, die Fruchtfliege Drosophila. Zudem kombinieren sie Biochemie mit modernsten Mikroskopie-Technologien und Methoden der Genom-Sequenzierung. 

Erkenntnisse aus diesem innovativen Forschungsfeld könnten in Zukunft auch neues Licht in die Biologie von Viruserkrankungen bringen: Retroviren, die sich als Parasiten in unserer DNA einnisten, stehen mit einem breiten Spektrum verschiedenster Krankheiten, darunter Tumoren, Neurologische Erkrankungen und Störungen des Immunsystems, in Zusammenhang.

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