Extrachromosomale Gene bei Bakterien: ein Schlüssel zu neuen genetischen Therapien für den Menschen?

BerlinNeue Erkenntnisse in der Bakterien-Genetik

Jüngste Untersuchungen haben eine überraschende Facette der bakteriellen Genetik aufgedeckt. Forscher der Columbia University fanden heraus, dass Bakterien temporäre Gene erzeugen können, die frei außerhalb ihres Genoms existieren. Dies deutet darauf hin, dass ähnliche Gene auch außerhalb des menschlichen Genoms auftreten könnten. Diese Entdeckung könnte den Weg für neue genetische Therapien ebnen.

Seit den 1960er Jahren verlassen sich Wissenschaftler auf das Verlesen von DNA in Chromosomen als Hauptmethode in der Genetik. Sie gingen davon aus, dass ein Genom alle notwendigen Informationen für das Leben enthält. Eine neue Studie zeigt jedoch, dass Bakterien sich nicht an diese Regel halten. Die Forscher Samuel Sternberg und Stephen Tang entdeckten, dass temporäre Gene, die durch ein Enzym namens Reverse Transkriptase aus RNA erzeugt werden, unerlässlich für das Überleben von Bakterien sind.

Die Studie zeigt, dass Bakterien mithilfe eines speziellen Prozesses, der Reverse Transkriptase involviert, zusätzliche Kopien ihrer Gene erstellen können. Diese temporären Gene spielen eine wichtige Rolle in der Zelle, insbesondere bei der Abwehr von Viren. Die Ergebnisse eröffnen auch neue Möglichkeiten für die Genomeditierung und Gentherapie.

Wissenschaftler haben entdeckt, dass Bakterien zusätzliche Gene außerhalb ihrer Haupt-DNA nutzen, um sich vor Viren zu schützen. In diesen Abwehrsystemen arbeitet ein Stück RNA, dessen Funktion noch unbekannt ist, mit einem Enzym namens Reverse Transkriptase zusammen, um wiederholende DNA-Sequenzen zu erzeugen. Diese DNA hilft den Bakterien, Proteine zu produzieren, die entscheidend für ihre antiviralen Abwehrmechanismen sind.

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Menschen könnten ähnliche Systeme besitzen. Ihre Zellen könnten vorübergehend bestimmte Gene nur unter bestimmten Bedingungen aktivieren, wie etwa bei Stress oder einer Virusinfektion. Dies könnte unsere Vorstellung von genetischer Codierung und Physiologie verändern, indem es zeigt, dass das Genom flexibler ist als gedacht. Es gibt Tausende von Reverse-Transkriptase-Genen im menschlichen Genom, die wir noch nicht untersucht haben. Einige davon könnten ähnliche extrachromosomale Gene produzieren, die bislang unentdeckt sind.

Bakterielle Techniken in menschliche Genstudien einzubeziehen könnte die Werkzeuge zur Genbearbeitung verbessern. Obwohl CRISPR eine leistungsstarke Methode zur Geneditierung ist, weist sie Schwächen auf. Der Einsatz von Reverse Transkriptasen könnte CRISPR verbessern und eine präzise Hinzufügung neuer genetischer Informationen ermöglichen.

Die Studie deutet darauf hin, dass bakterielle reverse Transkriptasen großes Potenzial besitzen. Diese Enzyme könnten modifiziert werden, um Genome-Editing-Technologien zu verbessern, was zur Behandlung genetischer Erkrankungen beitragen könnte. Sollten auch Menschen extrachromosomale Gene für bestimmte Körperfunktionen nutzen, könnte dies unsere Ansätze in Medizin und Biotechnologie revolutionieren.

Diese Forschung eröffnet neue Wege in der Humangenetik, die wir noch nicht vollständig verstehen. Wenn wir untersuchen, wie diese bakteriellen Systeme funktionieren, könnten wir neue genetische Behandlungen finden und mehr über grundlegende Lebensprozesse erfahren.