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Forschende um Prof. Michael Hiller von LOEWE-TBG entwickeln neue Methode zum genetischen Vergleich hunderter Tierarten

Die neue Methode TOGA zur vergleichenden Genomanalyse wurde vom Studienteam unter anderem bei See-Elefanten (Mirounga) angewendet, den größten Robben der Welt.
© Andy Witchger, flickr, Lizenz CC BY 2.0
Die neue Methode TOGA zur vergleichenden Genomanalyse wurde vom Studienteam unter anderem bei See-Elefanten (Mirounga) angewendet, den größten Robben der Welt.

Große technologische Fortschritte ermöglichen es, dass sich das Erbgut von Lebewesen in rasantem Tempo sequenzieren lässt. Durch die Vergleiche von Genomen verschiedener Tierarten können wertvolle Informationen zu stammesgeschichtlichen Entwicklungen, Herausbildung von Eigenschaften oder zu Anpassungsfähigkeiten gewonnen werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG) haben unter der Leitung von Professor Michael Hiller eine neue Methode entwickelt, die das Vergleichen genomischer Daten deutlich vereinfachen soll. Die Studie dazu wurde im Fachjournal Science publiziert.

Um wissenschaftliche Erkenntnisse aus dem Vergleich zweier Genome ziehen zu können, ist ein zweistufiger Prozess erforderlich. Nach der Lokalisierung einzelner Gene innerhalb eines Genoms, was als Genannotation bezeichnet wird, müssen die zugehörigen Gene der zu vergleichenden Proben bestimmt werden. Das nennt sich Orthologie. Beide Schritte haben hohe technische Anforderungen. Mit der von den TBG-Wissenschaftler:innen entwickelten, neuen bioinformatischen Methode TOGA lassen sich die Analysen deutlich vereinfachen und beide Herausforderungen gemeinsam angehen. Das Akronym steht für „Tool to infer Orthologs from Genome Alignments“. „Uns stehen bei den Analysen nahezu vollständige Genome zur Verfügung, also können wir diese auch nutzen, statt uns nur auf die protein-kodierenden Abschnitte zu konzentrieren. Durch den Vergleich ganzer Genome verschiedener Organismen und den Einsatz von maschinellem Lernverfahren können wir orthologe Gene mit einer sehr hohen Genauigkeit bestimmen", erklärt Studienleiter Michael Hiller, Professor für Vergleichende Genomik am LOEWE-Zentrum TBG und der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung in Frankfurt, der das Projekt am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden begonnen hat.