Vergleiche mit Referenzgenomen<\/h3>\n
Die Bestimmung, ob das Erbgut besondere Abweichungen aufweist, geschieht anhand eines Referenzgenoms, in dem mehrere Genome so kombiniert werden, dass sie die typischen Eigenschaften einer ganzen Spezies aufweisen. Bei Grippeviren hei\u00dft das, dass das Virus mit einem Referenzgenom verglichen wird, das s\u00e4mtliche typischen Merkmale der bis dahin bekannten Virenst\u00e4mme in sich vereint.<\/p>\n \u201eIn diesen F\u00e4llen vergleichen wir nur zwei Genome miteinander – Unterschiede und Gemeinsamkeiten sind am Computer relativ leicht zu erkennen\u201c, sagt Professor Dr. Jens Stoye von der Technischen Fakult\u00e4t Universit\u00e4t Bielefeld. Er ist mit seiner Arbeitsgruppe Genominformatik an Pangaia beteiligt. \u201eDer neue Ansatz kann die Zahl der Vergleichsgenome bis zum Tausendfachen vergr\u00f6\u00dfern.\u201c Diese Erforschung des Gen- Repertoires einer Population nennen die Forschenden \u201ePangenomik\u201c. \u201eDas Problem an der computergest\u00fctzten Pangenomik war bisher die Un\u00fcbersichtlichkeit durch die Masse an Daten\u201c, erkl\u00e4rt Professor Dr. Alexander Sch\u00f6nhuth, der das Bielefelder Teilprojekt von Pangaia koordiniert.<\/p>\n Die Nukleotide, die Bausteine des Erbguts, werden mit den Buchstaben A, C, G und T dargestellt. Da Genome aber mitunter aus Milliarden dieser Informationseinheiten bestehen, werden sie traditionell als \u201eBuchstaben-Ketten\u201c nebeneinander angezeigt, um sie besser miteinander vergleichen zu k\u00f6nnen. \u201eDoch bei Hunderten von Vergleichsgenomen kostet es sehr viel Zeit, schrittweise zu analysieren, wie sich das zu untersuchende Genom von jedem der Vergleichsgenome unterscheidet\u201c, sagt Sch\u00f6nhuth.<\/p>\n Die neue Technologie mache es nun m\u00f6glich, viele St\u00e4mme desselben Organismus gleichzeitig zu analysieren, egal ob Viren, Bakterien er sogar h\u00f6here Lebewesen, erkl\u00e4rt Jens Stoye. So lie\u00dfen sich Gemeinsamkeiten und Unterschiede der einzelnen Mitglieder hervorheben. Bei Krankheitserregern lie\u00dfen sich h\u00e4ufig sogar die Abl\u00e4ufe, die zur Entstehung besonders infekti\u00f6ser St\u00e4mme gef\u00fchrt haben, verstehen und vorhersagen.<\/p>\n Um die computergest\u00fctzte Pangenomik schneller und anwendungsfreundlicher zu machen, wollen die Forscher in den n\u00e4chsten Jahren neue Algorithmen und Datenstrukturen entwickeln, um unter anderem Algorithmen f\u00fcr Variationsgraphen auszuarbeiten. Mit diesen Variationsgraphen suchen die Computer nach Gemeinsamkeiten und Unterschieden zwischen den Vergleichsgenomen. Das Ergebnis wird dann grafisch dargestellt: \u201eVariationsgraphen erlauben die schnelle und hochaufgel\u00f6ste Unterscheidung von krankheitserregenden und ungef\u00e4hrlichen Varianten eines Virus\u201c, sagt Sch\u00f6nhuth. \u201eInsbesondere erlauben sie auch die Identifikation von ganz neuartigen Mutationen, wie sie vermutlich bei der aktuell in China ausgebrochenen Variante des Coronavirus aufgetreten sind und zu Resistenzen gegen die \u00fcblichen Medikationen gef\u00fchrt haben.\u201c<\/p>\n Laut Aussagen der Wissenschaftler kann dieses neue Verfahren auch f\u00fcr h\u00f6her entwickelte Lebewesen wie S\u00e4ugetiere genutzt werden oder, um Erbkrankheiten bei Menschen zu erkennen. Dar\u00fcber hinaus kann es auch helfen zu ermitteln, welche Mutationen in einem Tumor zum starken, krankhaften Wachstum gef\u00fchrt haben.<\/p>\n Das Projekt l\u00e4uft von Januar 2020 bis Dezember 2023 und wird von der Europ\u00e4ischen Union \u00fcber ihr Forschungsrahmenprogramm Horizont 2020 mit 1,14 Millionen Euro gef\u00f6rdert. Die Universit\u00e4t Bielefeld ist eine von elf Projektpartnern aus Europa und Nordamerika. Die Universit\u00e4t Mailand (Italien) koordiniert das Projekt, weitere Partner sind die niederl\u00e4ndische Wissenschaftsorganisation NWO, die Comenius-Universit\u00e4t Bratislava (Slowakei), die Biotech-Unternehmen Geneton (Slowakei) und Illumina Cambridge (Gro\u00dfbritannien), das Institut Pasteur (Frankreich), die Simon Fraser University (Kanada), die Universit\u00e4t Tokio (Japan), die Cornell University und die Pennsylvania State University (beide USA).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Das die Medien momentan alles beherrschende Thema ist die rapide Verbreitung des Coronavirus. Seit Bekanntwerden der ersten F\u00e4lle in China Ende Dezember 2019 in der Millionenstadt Wuhan gibt es mittlerweile beinahe st\u00fcndlich neue Meldungen \u00fcber Erkrankungen auf der ganzen Welt. 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Gleichzeitiger Vergleich vieler St\u00e4mme desselben Organismus<\/h3>\n