{"id":1656,"date":"2024-11-19T17:40:22","date_gmt":"2024-11-19T16:40:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.strassenweb.de\/nachrichten\/bekaempfung-des-verlusts-der-biologischen-vielfalt-durch-genomsequenzierung\/"},"modified":"2024-11-19T17:40:23","modified_gmt":"2024-11-19T16:40:23","slug":"bekaempfung-des-verlusts-der-biologischen-vielfalt-durch-genomsequenzierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.strassenweb.de\/nachrichten\/bekaempfung-des-verlusts-der-biologischen-vielfalt-durch-genomsequenzierung\/","title":{"rendered":"Bek\u00e4mpfung des Verlusts der biologischen Vielfalt durch Genomsequenzierung"},"content":{"rendered":"

Neil Ward, Vizepr\u00e4sident PacBio EMEA<\/em><\/p>\n

Der Verlust der biologischen Vielfalt im Vereinigten K\u00f6nigreich \u00fcbersteigt derzeit die Naturschutzbem\u00fchungen, ihn zu bek\u00e4mpfen. Fast jede sechste Art ist derzeit vom Aussterben bedroht. Tats\u00e4chlich ist der Bestand an priorit\u00e4ren Arten im Vereinigten K\u00f6nigreich seit 1970 um 60 % zur\u00fcckgegangen, was es zum schlimmsten aller G7-L\u00e4nder macht.<\/p>\n

Der Schutz der britischen Biodiversit\u00e4t ist ein zentraler Bestandteil der vom Ministerium f\u00fcr Umwelt, Ern\u00e4hrung und l\u00e4ndliche Angelegenheiten k\u00fcrzlich bekannt gegebenen umweltpolitischen Priorit\u00e4ten der neuen britischen Regierung. Die f\u00fcnf Priorit\u00e4ten reichen von der Reinigung von Wasserstra\u00dfen bis zur Verbesserung der Ern\u00e4hrungssicherheit, aber das vielleicht ehrgeizigste Ziel ist \u201edie Wiederherstellung der Natur sicherzustellen\u201c. Um dieses Ziel zu erreichen, sind Einblicke auf molekularer Ebene in die Biologie von Organismen \u2013 sowohl Pflanzen als auch Tieren \u2013 erforderlich. Um diese Sichtweise zu erreichen, muss die Genomsequenzierung in der Biodiversit\u00e4tsforschung angewendet werden. Eine umfassende und genaue Genomsequenzierung erm\u00f6glicht es Wissenschaftlern, tiefer in die Gesundheit und Populationsdynamik von Arten einzutauchen und so Erhaltungsstrategien zu entwickeln.<\/p>\n

Genomsequenzierung zur Aufdeckung von Bedrohungen f\u00fcr Wildtiere<\/strong><\/p>\n

Um ein m\u00f6glichst genaues und vollst\u00e4ndiges Bild der zugrunde liegenden Biologie eines Organismus zu erhalten, ist eine Methode namens Whole Genome Sequencing (WGS) erforderlich. Traditionelle WGS-Ans\u00e4tze, sogenannte Short-Reads, zerlegen das Genom eines Organismus in kleine Fragmente, die sequenziert werden sollen, und f\u00fcgen sie dann wieder zusammen, um ein ganzheitliches Bild seiner DNA zu erstellen. Diese Short-Read-Methode hat jedoch Schwierigkeiten, l\u00e4ngere und komplexere Teile des Genoms zu erfassen, die in der Pflanzen- und Tierforschung besonders wichtig sind. Beispielsweise ist das Weizengenom f\u00fcnfmal l\u00e4nger als das menschliche Genom \u2013 das bedeutet, dass eine Menge genomischer Code ohne Fehler oder L\u00fccken wieder zusammengesetzt werden muss.<\/p>\n

Im Gegensatz dazu kann eine fortgeschrittenere Form der Sequenzierung des gesamten Genoms, die sogenannte Long-Read-Sequenzierung, viel gr\u00f6\u00dfere DNA-Segmente verarbeiten. Dies erm\u00f6glicht es Forschern, das Genom eines Organismus genau und vollst\u00e4ndig zu erfassen. Sobald die DNA eines Organismus vollst\u00e4ndig entschl\u00fcsselt ist, gibt es mehrere M\u00f6glichkeiten, die Genomdaten f\u00fcr die Konservierung zu nutzen:<\/p>\n

    \n
  1. Erfassen und katalogisieren<\/strong> \u2013 Der erste Schritt in vielen auf Genomik basierenden Biodiversit\u00e4tsforschungsprojekten ist der Aufbau von Referenzgenomen. Referenzgenome sind DNA-Sequenzen, die als repr\u00e4sentative Beispiele f\u00fcr die genetische Ausstattung einer Art dienen sollen. Sie bieten einen Standard f\u00fcr den Vergleich mit einzelnen DNA-Proben, die w\u00e4hrend der Forschung einer bestimmten lokalen Bev\u00f6lkerung gesammelt wurden. Durch die Katalogisierung von Arten mithilfe von Referenzgenomen k\u00f6nnen Forscher verstehen, wie \u00d6kosysteme funktionieren, und etwaige Abh\u00e4ngigkeiten lokalisieren. <\/li>\n
  2. Identifizieren Sie Merkmale zur Anpassung<\/strong> \u2013 Referenzgenome helfen bei der Beantwortung entscheidender Fragen zur Entwicklung von Arten und zeigen, welche Gene am wahrscheinlichsten physische Ver\u00e4nderungen verursachen und welche genetischen Variationen am dominantesten sind. Warum sind beispielsweise Gro\u00dfe Pandas anf\u00e4lliger f\u00fcr eine geringe Fruchtbarkeit und warum sind L\u00f6wen anf\u00e4lliger f\u00fcr FIV? Solche Erkenntnisse k\u00f6nnen als Grundlage f\u00fcr Zuchtprogramme dienen, indem Pflanzen und Tiere mit g\u00fcnstigeren Anpassungen ermittelt werden.<\/li>\n
  3. Bev\u00f6lkerungsvielfalt<\/strong> \u2013 Populationen mit hoher genetischer Vielfalt \u00fcberleben neue Umweltbedingungen mit gr\u00f6\u00dferer Wahrscheinlichkeit, wohingegen Arten mit geringer genetischer Vielfalt weniger wahrscheinlich sind, sich anzupassen, was das Risiko des Aussterbens erh\u00f6ht. Die Analyse der genetischen Variation im Laufe der Zeit kann Aufschluss dar\u00fcber geben, wann eine Art an einem bestimmten Standort vom Aussterben bedroht ist, was Wissenschaftlern die M\u00f6glichkeit gibt, einzugreifen und das Aussterben zu verhindern.<\/li>\n<\/ol>\n

    Sequenzierung der Tierwelt Gro\u00dfbritanniens mit dem Darwin Tree of Life<\/strong><\/p>\n

    Das Darwin Tree of Life (DToL)-Projekt ist ein Beispiel daf\u00fcr, wie das Vereinigte K\u00f6nigreich daran arbeitet, den Verlust der biologischen Vielfalt zu bek\u00e4mpfen, die britische Natur wiederherzustellen und Naturschutzprogramme zu unterst\u00fctzen. Das DToL-Projekt zielt darauf ab, alle 70.000 Arten auf den Britischen Inseln genetisch zu sequenzieren und so einen Beitrag zum Earth BioGenome Project zu leisten. Seit November 2023 hat das DToL \u00fcber 1.000 Genomassemblierungen in Referenzqualit\u00e4t in \u00f6ffentlichen Datenbanken ver\u00f6ffentlicht, die von Forschern auf der ganzen Welt verwendet werden k\u00f6nnen. Wie zum Beispiel:<\/p>\n

      \n
    • Hummel <\/strong>\u2013 85\u201395 % der von Insekten best\u00e4ubten Pflanzen im Vereinigten K\u00f6nigreich sind auf wilde Best\u00e4uber angewiesen, dennoch sind Hummelpopulationen weltweit bedroht. Mit hochwertigen Hummelgenomen k\u00f6nnen Forscher Teile des Genoms identifizieren, die f\u00fcr die Gesundheit heutiger Populationen wichtig sind, was zu Erhaltungsbem\u00fchungen beitragen kann. <\/li>\n
    • Kr\u00f6te <\/strong>\u2013 Die britischen Populationen der Erdkr\u00f6te sind drastisch zur\u00fcckgegangen, wobei bestimmte Krankheiten ganze lokale Brutpopulationen ausgel\u00f6scht haben. Mithilfe der Genomik k\u00f6nnen Forscher spezifische Gene f\u00fcr die Resistenz gegen Krankheiten identifizieren, die Zuchtprogramme steuern und das Risiko des Aussterbens minimieren k\u00f6nnen.<\/li>\n
    • Apfelbaum <\/strong>\u2013 In Gro\u00dfbritannien und Irland gibt es sch\u00e4tzungsweise 2.500 einheimische essbare Apfelsorten, ein Drittel der etwa 7.500 weltweit vorkommenden. Mit Sequenzen f\u00fcr \u00fcber 40 Apfelb\u00e4ume k\u00f6nnen Forscher genetische Merkmale identifizieren, die mit gr\u00f6\u00dferer Wahrscheinlichkeit neue Umweltbedingungen wie steigende Temperaturen und D\u00fcrren \u00fcberstehen und die h\u00f6chsten Ertr\u00e4ge erzielen. <\/li>\n<\/ul>\n

      Das Versprechen der Biodiversit\u00e4tsgenomik verwirklichen <\/strong><\/p>\n

      Das Darwin Tree of Life-Projekt ist eine von vielen Kooperationspartnerschaften, die die Art und Weise ver\u00e4ndern, wie Gro\u00dfbritannien Biodiversit\u00e4tsforschung und -schutz betreibt \u2013 aber die Arbeit ist noch nicht abgeschlossen. Nur 900 der gesch\u00e4tzten 450.000 Pflanzenarten auf der Erde wurden sequenziert, mittlerweile sind es 0,2 % der Tierarten eine \u00f6ffentlich zug\u00e4ngliche Genomsequenz haben. Es m\u00fcssen weltweit gr\u00f6\u00dfere Investitionen in Biodiversit\u00e4ts-Genomikprojekte wie das DToL und in die neueste Sequenzierungstechnologie get\u00e4tigt werden, um Fortschritte in der Naturschutzpolitik voranzutreiben und das \u00d6kosystem der Erde zu sch\u00fctzen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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