Ein Team um Magnus Nordborg, wissenschaftlicher Direktor des GMI - Gregor Mendel-Instituts für Molekulare Pflanzenbiologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), und Arthur Korte haben die umfassende genomweite Analyse durch eine neues Modell entscheidend erweitert. Die Wissenschaftler verwendeten für ihre Untersuchungen die Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Das neue Analyse-Modell lässt sich jedoch nicht nur auf Pflanzen, sondern auch auf menschliche Daten anwenden. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Online-Publikation von Nature Genetics erschienen: “A mixed-model approach for genome-wide association studies of correlated traits in structured population.”
Umwelt und genetische Veranlagung
Eine grundlegende Herausforderung in der Biologie ist es, zu verstehen, welche Rolle die Umwelt und die genetische Veranlagung eines Organismus, Pflanze oder Tier, bei der Ausprägung der physischen Merkmale spielen. Die Forscher nützen dabei die als "Genome-Wide Association Study" (GWAS) etablierte Technik. Diese basiert auf dem Prinzip, die DNA-Sequenzen einzelner Individuen dahingehend zu vergleichen, ob gewisse Unterschiede in der DNA-Sequenz immer zusammen mit ganz bestimmten Merkmalen der Organismen auftreten. Bisher wurden die Beziehungen zwischen DNA-Sequenz und jeweiligem Merkmal separat analysiert. Etliche der zu untersuchenden Merkmale sind jedoch aneinander gekoppelt. Mithilfe des nun entwickelten Analysemodells konnten die Wissenschaftler mehrere Merkmale gleichzeitig untersuchen. Dadurch können neue Einblicke in die Zusammenhänge zwischen Umweltfaktoren und genetischen Voraussetzungen gewonnen werden.
Entscheidend dabei ist: Die Methode ist auf Gensequenzen aller Organismen, auch des Menschen, anwendbar. Es ist daher ein gutes Beispiel für die Bedeutung der Grundlagenforschung an Pflanzen für weiterführende praktische Anwendungen. „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 etwa in der Medizin oder in der Landwirtschaft", sagt Magnus Nordborg.
Mithilfe dieses Modells können aber auch bereits vorhandene Daten zeit- und kostensparend neu analysiert werden. Die Methode und die entsprechenden Tools zur Anwendung sowie umfangreiches Datenmaterial stehen anderen Forschern online zur Verfügung (siehe den MTMM link unten).
Über das GMI
Das Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) wurde von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften 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 ca. 80 MitarbeiterInnen aus 22 verschiedenen Ländern. Die Umgangssprache ist Englisch. Das GMI befindet sich in einem modernen Laborgebäude der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, das im Januar 2006 fertig gestellt wurde. Dieses gehört zum Vienna Biocenter Campus (VBC), auf dem mehrere Forschungseinrichtungen sowie Biotechnologie-Firmen angesiedelt sind.
Links
MTMM: https://cynin.gmi.oeaw.ac.at/home/resources/mtmm
Nordborg Group: http://www.gmi.oeaw.ac.at/research-groups/magnus-nordborg
GMI Media: http://www.gmi.oeaw.ac.at/pr