Gleich und doch verschieden: Arabidopsis-Pflanzen weltweit

Publikation in "Nature"

Magnus Nordborg und sein Team am Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der ÖAW in Wien haben die genetischen Unterschiede identifiziert, die für die variable Ausbildung von mehr als hundert Merkmalsvarianten innerhalb der Pflanzenart Arabidopsis thaliana aus unterschiedlichen Regionen der Welt verantwortlich sind. Die Ergebnisse wurden im Wissenschaftsmagazin "Nature" publiziert.

Was macht uns Menschen als Individuen so einzigartig? Was unterscheidet einzelne Pflanzen und Tiere im Vergleich zu ihren Artgenossen? Und inwieweit sind die Gene für die natürliche Variation bestimmter Merkmale verantwortlich? Varianten der Modellpflanze Arabidopsis thaliana aus unterschiedlichen Regionen der Welt unterscheiden sich in vielen Eigenschaften wie zum Beispiel der Größe der Blätter, der Blütezeit und der Immunität gegen Krankheiten und eignen sich hervorragend dazu, solche Fragen zu beantworten.

Magnus Nordborg, wissenschaftlicher Direktor des Gregor Mendel Instituts für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und sein Team deckten in ihrer aktuellen Studie die genetischen Unterschiede auf, die für die natürliche Variation in 107 Merkmalen von Arabidopsis verantwortlich sind. Sie nützten dabei eine als "Genome-Wide Association Study" etablierte Technik. Diese basiert auf dem Prinzip, die DNA-Sequenzen einzelner Individuen daraufhin zu vergleichen, ob gewisse Unterschiede in der DNA-Sequenz immer zusammen mit ganz bestimmten Merkmalen der Pflanzen auftreten. Diese Technik wurde ursprünglich für die Humangenetik entwickelt, um mehr über die genetischen Hintergründe von Krankheiten wie Diabetes oder Herzerkrankungen zu erfahren. Die Technik der "Genome-Wide Association Studies" eignet sich aber ebenso für die Anwendung bei Pflanzen. "Die Einsicht, wie die genetische Variation in variable Merkmalsausprägung übersetzt wird und wie dieser Prozess von der Umwelt abhängt, ist grundlegend für unser Verständnis der Evolutionsprozesse und hat außerdem praktische Auswirkungen sowohl in der Medizin als auch in der Landwirtschaft", ist Magnus Nordborg überzeugt.

Umfassende genomweite Vergleiche einzelner Individuen sind erst möglich, seit die DNA-Sequenzierung schneller und kostengünstiger geworden ist. Auch das GMI hat in moderne Sequenzierungstechnologie investiert. Diese ermöglicht es Magnus Nordborg und seinem Team, an einem internationalen Großprojekt teilzunehmen, bei dem 1001 Arabidopsis Varianten analysiert werden, in Analogie zu einem auf das menschliche Genom gerichteten Schwesterprojekt.

Über das GMI

Das Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) wurde von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) im Jahr 2000 gegründet, um Spitzenforschung in der molekularen Pflanzenbiologie zu fördern. Das GMI, organisiert als GmbH, ist die einzige internationale Grundlagenforschungseinrichtung auf diesem Gebiet in Österreich. Die Forschung am GMI gilt primär den Grundlagen der Pflanzenbiologie und umfasst vor allem molekulargenetische Aspekte wie epigenetische Mechanismen, Populationsgenetik, Chromosomenbiologie, Stressresistenz und Entwicklungsbiologie. Die Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana ist die am meisten verwendete Versuchspflanze. Das GMI hat ungefähr 80 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 22 verschiedenen Ländern. Die Umgangssprache ist Englisch. Das GMI befindet sich in einem modernen Laborgebäude der ÖAW, das im Januar 2006 fertig gestellt wurde. Dieses gehört zum Vienna Biocenter Campus (VBC), auf dem mehrere Forschungseinrichtungen sowie Biotechnologie-Firmen angesiedelt sind.


Publikation:
dx.doi.org/10.1038/nature08800

Englischer Pressetext:
Press release in English [PDF]


Weitere Informationen:
www.gmi.oeaw.ac.at/en/research/magnus-nordborg
www.1001genomes.org


Kontakt:
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Head of Science Support & Events
Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology
Austrian Academy of Sciences
Dr. Bohr-Gasse 3, 1030 Wien
T +43 1 79044 9101
maria.siomos@gmi.oeaw.ac.at
www.gmi.oeaw.ac.at

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Magnus Nordborg
Scientific Director
Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology
Austrian Academy of Sciences
Dr. Bohr-Gasse 3, 1030 Wien
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