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Mikrobielle Genomforschung in Deutschland

05.02.1998 - (idw) DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.

Mikrobielle Genomforschung in Deutschland Das Erbgut der Bakterien nutzen

Weltweit hat ein Wettlauf zur Entschluesselung bakterieller Genome eingesetzt, um die Kenntnisse fuer verschiedene Anwendungsfelder in Medizin, Landwirtschaft, Umweltschutz und in der industriellen Produktion zu nutzen. Um auf diesem Gebiet auch in Deutschland die Weichen fuer die Zukunft zu stellen, hatten BMFT, DFG und DECHEMA Ende Januar zu einem Statusseminar ins DECHEMA-Haus nach Frankfurt am Main eingeladen.

Rund 150 Experten aus Forschung und Industrie machten Bestandsaufnahme und diskutierten darueber, wie die internationale Position der deutschen Forschung bei der Entschluesselung bakterieller Genome verbessert werden koenne. ,Was wir in Zukunft brauchen, ist nicht allein die Sequenzanalyse, sondern eine konzertierte Aktion in Deutschland, um Forschungsfoerderer, Wissenschaft und Industrie zu gemeinsamen Konzepten und Strategien zu fuehren und die verfuegbaren finanziellen Mittel effektiv einzusetzen", resuemierte Prof. Alfred Puehler von der Universitaet Bielefeld, gleichzeitig Vorsitzender des DECHEMA-Forschungsausschusses Biotechnologie und Leiter des Organisationskomitees fuer dieses Statusseminar.

Zwar waren deutsche Forscher an der Entschluesselung des Hefegenoms massgeblich beteiligt, doch ist die bakterielle Genomforschung in Deutschland unterrepraesentiert. Von 15 bereits veroeffentlichten Gesamtsequenzen wurde nur eine in Deutschland erstellt, von derzeit 42 bakteriellen Genomprojekten, die in den internationalen Datennetzen gelistet werden, sind nur zwei in Deutschland beheimatet. Auf dieses Missverhaeltnis wies Prof. Puehler besonders hin. Da hilft es auch wenig, dass die DFG kuerzlich eine Unterstuetzung der Genomsequenzierung von Neurospora crassa und Dictyostelium, niederen Eukaryonten, beschlossen hat. Deshalb ging es waehrend der Tagung ganz wesentlich auch darum, wie neue Synergien fuer Forschung und Entwicklung in Deutschland erschlossen werden koennen.

Kein Zweifel besteht am Nutzen, der aus einer Kenntnis bakterieller Genome gezogen werden kann. So verspricht der Vergleich von Krankheitserregern und harmlosen Verwandten eine leichte Identifizierung der Gene, die fuer das pathogene Potential verantwortlich sind. Die Genomsequenz stellt quasi den ultimativen Fingerabdruck eines Mikroorganismus dar. Das gilt fuer die rund 120 derzeit in industriellen Prozessen eingesetzten Bakterienstaemme ebenso wie fuer jene, die in Freilandversuchen ueber Durchsetzungsvermoegen und generelles Verhalten von gentechnisch veraenderten Staemmen Auskunft geben sollen. Oder fuer diejenigen, die in Symbiose mit Leguminosen fuer die organische Fixierung des Luftstickstoffs sorgen. UEberall erhoffen sich die Forscher aus der Kenntnis der Genomsequenz Erklaerungen fuer das beobachtete Verhalten - und Moeglichkeiten fuer wirtschaftliche Anwendungen.

Genomprojekte bedeuten zunaechst einmal Sequenzierarbeit. Wie man hier durch intelligente Ansaetze und methodische Verbesserungen Zeit und Geld sparen kann, dazu brachten Prof. Wilhelm Ansorge vom European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg, Dr. Helmut Bloecker, Gesellschaft fuer Biotechnologische Forschung (GBF) Braunschweig und Dr. Joerg Hoheisel vom Deutschen Krebs-Forschungs-Zentrum (DKFZ) Heidelberg neue Ideen. Der derzeit veranschlagte Preis von rund einer DM pro Basenpaar koennte damit erheblich reduziert werden. Doch Sequenzieren ist laengst nicht alles: vielmehr muessen die erhaltenen Daten elektronisch erfasst, analysiert und mit exisitierendem Datenmaterial verglichen werden. Fuer den nutzerfreundlichen Umgang mit der Datenfuelle muessen neue Algorithmen und Oberflaechen entwickelt werden. ,In der Technologieentwicklung, wie z.B. Bioinformatik, Expressionsanalyse und Proteomforschung sind wir da recht weit fortgeschritten und koennen auch international mithalten", so Dr. Hoheisel.

Mit der Sequenzierung eines Genoms gewinnen die Forscher Informationen ueber den Aufbau und die Funktion saemtlicher Erbanlagen, die einem bestimmten Organismus zur Verfuegung stehen. Charakteristische Regionen der Gene koennen dann auf einem Chip abgebildet und fuer funktionale Analysen genutzt werden. Man erfaehrt dadurch, welche Gene unter welchen Bedingungen in welchem Ausmass aktiv sind. Aussagen, die fuer einzelne Gene bislang muehsam erarbeitet werden mussten, koennen nun in einem einzigen Experiment fuer ganze Gruppen von Genen getroffen werden. Ergaenzt werden diese Erkenntnisse durch eine Untersuchung der Proteine. Die methodischen Fortschritte auch auf diesem Gebiet sind beachtlich. Die etwas lax als Genomics bezeichnete Genomforschung hat seit kurzem in den Proteomics ihre Entsprechung auf Proteinebene gefunden.

Einigkeit herrschte in der Abschlussdiskussion darueber, dass nur eine integrative Genomforschung, die alle Facetten von der Sequenzierung ueber die Transkriptionsanalyse bis hin zur Untersuchung des Proteinmusters beruecksichtigt, Aussicht auf internationale Konkurrenzfaehigkeit haben kann. Politik, Gesellschaft, Wissenschaft, Industrie und Medien muessen hier gemeinsam entscheiden, welchen Stellenwert Deutschland hier erreichen soll.

Die mikrobielle Genomforschung in Deutschland hat hervorragende Zukunftsaussichten und muss unterstuetzt werden - dieses Fazit zogen Vertreter von BMBF, Priv.-Doz. Dr. Frank Laplace, DFG, Prof. Dr. Baerbel Friedrich, und Max-Planck-Gesellschaft, Prof. Dr. Klaus Hahlbrock, gemeinsam mit weiteren Experten auf der Schlussdiskussion des Statusseminars.


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