Geheimer genetischer Code in menschlicher DNA entdeckt

Ein internationales Wissenschaftlerteam hat entdeckt, dass DNA-Sequenzen, die einst als nutzlos galten, tatsächlich die Aktivität von Genen steuern. Die Entdeckung enthüllt einen vergessenen Teil der Evolutionsgeschichte des menschlichen Genoms.

Die Evolution des menschlichen Genoms birgt noch viele Geheimnisse und bedarf künftig eingehenderer Forschung – Foto: AI

Jahrzehntelang glaubten Wissenschaftler , dass fast die Hälfte des menschlichen Genoms aus „genetischem Müll“ besteht – DNA-Fragmenten, die keine Proteine kodieren, keine bekannte Funktion haben und im Wesentlichen nutzlose genetische Überreste sind. Doch eine neue Studie, die in Science Daily veröffentlicht wurde, ändert diese Ansicht grundlegend.

Das Forschungsteam, dem Wissenschaftler aus Japan, China, Kanada und den USA angehörten, konzentrierte sich auf eine spezielle Gruppe genetischer Elemente, die im Genom „springen“ können: die sogenannten transponierbaren Elemente (TEs). Diese DNA-Stücke können sich durch einen biologischen Kopiermechanismus, ähnlich dem Ausschneiden und Einfügen, von einer Stelle im Genom zur anderen bewegen.

Beim Menschen machen diese Elemente fast 50 % des Genoms aus und sind in vielen anderen Organismen sogar noch häufiger.

Das Highlight der Studie ist die MER11-Gruppe, eine spezielle TE-Familie, die zum LTR-Retrotransposon (DNA-Segmente mit sich wiederholenden Sequenzen an beiden Enden) gehört. Wissenschaftlern zufolge stammt MER11 von einem endogenen Retrovirus (ERV) ab, einem uralten Virus, das vor zig Millionen Jahren in die Zellen von Primatenvorfahren eindrang. Dieses Virus hinterließ eine genetische Spur in der DNA und wurde bis heute über Generationen weitergegeben.

Obwohl die meisten dieser ERVs nicht mehr aktiv sind, deuten Forschungsergebnisse darauf hin, dass mindestens 8 % des menschlichen Genoms von urzeitlichen Viren stammen und einige von ihnen noch immer unbemerkt die aktuelle Genaktivität beeinflussen.

Das Team fand heraus, dass MER11 nicht nur ein genetisches Relikt ist, sondern als Schalter fungiert, der die Genaktivität steuert, ohne die ursprüngliche DNA-Sequenz zu verändern. Sie fanden heraus, dass MER11 die Genexpression stark beeinflussen kann, d. h. wie stark und wann ein Gen an- oder ausgeschaltet wird.

Um tiefer zu graben, klassifizierten Wissenschaftler MER11 entsprechend dem evolutionären Alter in vier Untergruppen von G1 bis G4. Dabei zeigte die jüngste Gruppe, G4, den stärksten Einfluss auf die Genexpression.

Das Geheimnis liegt darin, dass die MER11_G4-Fragmente spezielle DNA-Sequenzen enthalten, die Transkriptionsfaktoren – Proteine, die Gene aktivieren oder unterdrücken – „anlocken“ können. Dadurch kann MER11_G4 beeinflussen, welche Gene an- oder ausgeschaltet werden, und so zur Differenzierung von Primaten, einschließlich des Menschen, beitragen.

Diese Entdeckung wirft nicht nur Licht auf die mögliche Rolle bisher „nutzloser“ DNA-Segmente, sondern eröffnet auch eine neue Richtung in der Erforschung der Evolution des menschlichen Genoms. Transponierbare Elemente (TEs), insbesondere MER11, spielen vermutlich eine wichtige Rolle bei der Gestaltung und Regulierung des Genoms im Laufe der Evolution.

„Die Sequenz des menschlichen Genoms ist schon seit langem entschlüsselt, aber die Funktionen vieler Teile davon bleiben ein Rätsel“, sagte der Co-Autor der Studie, Dr. Fumitaka Inoue von der Universität Kyoto.

Forschungsergebnisse zeigen, dass es sich bei springenden Elementen wie MER11 nicht um „genetischen Müll“, sondern um ein geheimes genetisches Codesystem handelt, das im Hintergrund das Überleben der Zellen koordiniert und dabei Spuren aus der Urzeit der Evolutionsgeschichte bewahrt.

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MINH HAI

Quelle: https://tuoitre.vn/phat-hien-ma-di-truyen-bi-mat-trong-adn-nguoi-202507271515518.htm