Anzeige
1 Monat GRATIS testen, danach für nur 9,90€/Monat!
Startseite »

Mega-Sequenzierprojekt vorgeschlagen

Erde|Umwelt

Mega-Sequenzierprojekt vorgeschlagen
Alle bekannten Eukaryoten sollen ihr Erbgut preisgeben. (Graphic by Mirhee Lee)

Der Mensch, die Maus, der Mais… Viele höhere Lebewesen haben bereits ihr Erbgut preisgegeben. Doch objektiv betrachtet, sind die Genetiker noch nicht weit gekommen: Nur von etwa 0,2 Prozent der eukaryotischen Spezies ist das Genom bisher bekannt. Das will nun ein internationales Forscher-Konsortium mit vereinten Kräften ändern: Im Rahmen ihres vorgeschlagenen Mega-Projekts „Earth BioGenome“ sollen die Erbanlagen aller bekannten eukaryotischen Arten der Erde sequenziert werden. Ihre Idee präsentieren die Wissenschaftler nun in einer Veröffentlichung.

Es ist die Informatik des Lebens – kein Wunder, dass sich der Mensch für diese grundlegende „Natur-Technologie“ so brennend interessiert. Denn Einblicke in die Baupläne der Lebewesen eröffnen enorme Möglichkeiten. Im Fokus stehen aktuell die sogenannten Eukaryoten, zu denen auch wir gehören. Sie umfassen alle Lebewesen, die im Gegensatz zu Bakterien (Prokaryoten) Zellen mit einem Kern besitzen, der ihre chromosomale DNA beherbergt. Alle Pflanzen, Tiere und Pilze gehören zu dieser Kategorie – 1,5 Millionen Eukaryotenarten sind bekannt.

Wie das Team aus 24 interdisziplinären Experten nun in der aktuellen Veröffentlichung erklärt, soll das Earth BioGenome Project helfen, Evolution und Organisation des Lebens auf unserem Planeten besser zu verstehen. Die gewonnenen Daten sollen zu einer frei verfügbaren Ressource für die Wissenschaft werden, betonen die Forscher. Die Ergebnisse könnten damit zu einer wichtigen Quelle für Innovationen in Medizin, Landwirtschaft, Naturschutz, Technologie und Genomik avancieren. Deshalb seien auch die enormen Investitionskosten zu rechtfertigen, die sie veranschlagen: Die Initiative könnte bei einer Laufzeit von zehn Jahren rund 4,7 Milliarden US-Dollar kosten.

Im Kielwasser des Humangenomprojekts

Die Forscher verweisen in diesem Zusammenhang auf einen äußerst erfolgreichen Präzedenzfall: Auf das Humangenomprojekt, das sich von 1990 bis 2003 erfolgreich der Sequenzierung des gesamten menschlichen Genoms gewidmet hat. Die Investitionskosten für dieses Projekt betrugen ungefähr drei Milliarden US-Dollar. Der Gewinn war enorm, sagen die Forscher: Es entwickelte sich im Zusammenhang mit dem Humangenomprojekt eine Art „genomische Revolution“, die nicht nur die Humanmedizin, sondern auch viele andere Forschungsbereiche und Technologien enorm beflügelt hat. Ein Bericht des Battelle Memorial Institute aus dem Jahr 2013 schätzt den finanziellen Nutzen des Humangenomprojekts für die US-Wirtschaft auf fast eine Billion US-Dollar. Ein mindestens genauso großes Potenzial sehen die Forscher in ihrem vorgeschlagenen Earth BioGenome Project.

Anzeige

Praktisch möglich wird das Vorhaben durch die enormen Fortschritte in der Genetik, Sequenziertechnik sowie in der Datenspeicherung, sagen die Wissenschaftler. Vor allem der Zeitaufwand und die Kosten für die Sequenzierung von DNA-Sequenzen sind in den vergangenen Jahren stark gesunken. Das abgeschlossene Projekt wird voraussichtlich rund eine Milliarde Gigabyte an digitaler Speicherkapazität benötigen. Doch den Wissenschaftlern zufolge ist mit den Fortschritten im Bereich des Hochleistungsrechnens, der Datenspeicherung und der Bioinformatik nun eine Hochdurchsatz-Verarbeitung von Genomdaten und deren Speicherung machbar.

Große Chancen!

Den Wissenschaftlern zufolge kann enormer wirtschaftlicher, wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Nutzen aus dem Projekt erwachsen. Wie sie betonen, wollen sie auch die Rechte von Naturvölkern schützen, in deren Lebensraum oft eine besonders große Artenvielfalt zu finden ist. „Das Earth BioGenome Project wird uns Einblicke in die Geschichte und Vielfalt des Lebens geben und uns helfen, besser zu verstehen, wie wir es erhalten können“, sagt Co-Autor Gene Robinson von der University of Illinois. In den Ergebnissen könnte auch enormes Potenzial für die Entwicklung neuer Medikamente stecken sowie für die Entwicklung biologischer Kraftstoffe, von Biomaterialien und Nahrungsquellen, legen die Forscher in der Veröffentlichung dar.

Die Autoren sprechen außerdem konkrete Organisationsmöglichkeiten des Projekts, mögliche Hindernisse und Herausforderungen an. Prinzipiell soll das Earth BioGenome Project ihnen zufolge aus einem globalen Netzwerk von Gemeinschaften bestehen, wobei jede der Einheiten ihren Beitrag leistet und die Protokolle und Standards des Konzepts befolgt. Außerdem müssen sich Regierungen, Universitäten und Institutionen beteiligen. Vor allem Museen und naturkundliche Einrichtungen sind in diesem Zusammenhang für die Bereitstellung von Proben der zu sequenzierenden Wesen wichtig. Das Earth BioGenome Project wird aber auch auf Citizen Science setzten, sagen die Autoren: Engagierte Laien sollen ebenfalls Proben und Informationen beisteuern können.

„Aus dem Earth BioGenome Project könnte eine komplette digitale Bibliothek des Lebens entstehen, die zukünftigen Generationen viele Entdeckungen ermöglicht“, ist Robinson überzeugt. Man darf nun also gespannt sein, welches Echo der Vorschlag zu dem bisher ehrgeizigsten Projekt in der Geschichte der Biologie hervorrufen wird.

Quellen: University of California – Davis, University of Illinois at Urbana-Champaign, PNAS, doi: 10.1073/pnas.1720115115

Anzeige

Wissenschaftsjournalist Tim Schröder im Gespräch mit Forscherinnen und Forschern zu Fragen, die uns bewegen:

  • Wie kann die Wissenschaft helfen, die Herausforderungen unserer Zeit zu meistern?
  • Was werden die nächsten großen Innovationen?
  • Was gibt es auf der Erde und im Universum noch zu entdecken?

Hören Sie hier die aktuelle Episode:

Aktueller Buchtipp

Sonderpublikation in Zusammenarbeit  mit der Baden-Württemberg Stiftung
Jetzt ist morgen
Wie Forscher aus dem Südwesten die digitale Zukunft gestalten

Wissenschaftslexikon

Ei|er|stock|schwan|ger|schaft  〈f. 20; Med.〉 Schwangerschaft, bei der sich der Fötus im Eierstock entwickelt; Sy Ovarialgravidität … mehr

Bil|dungs|markt  〈m. 1u〉 Gesamtheit von Angeboten für die Ausbildung, Qualifikation und Weiterbildung ● einen Berufsabschluss auf dem privaten ~ anbieten; für einen weltweiten ~ werben

♦ Zy|klo|i|de  〈f. 19〉 Kurve, die ein Punkt eines Kreises beschreibt, der auf einer Geraden abrollt; Sy Radkurve … mehr

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige
Anzeige