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Mikrobiologie: Transfer-RNA in uralter Puzzleversion

Eine ungewöhnliche Strategie, genetische Information zu kombinieren, haben Wissenschaftler der Technischen Universität Braunschweig und der Yale-Universität jetzt nachgewiesen. Sie haben beim Studium des Archaebakteriums Nanoarchaeum equitans einen bisher unbekannten Weg entdeckt, zentrale zelluläre Nachrichtenüberträger zu bilden, die den Aufbau von Zellen steuern.

Nanoarchaeum equitans | Elektronenmikroskopische Aufnahme einerIgnicoccus-Zelle mit zwei Nanoarchaeum-equitans-Zellen (Maßstab: 1 Mikrometer)
N. equitans ist für Wissenschaftler rund um den Globus von besonderem Interesse. Dieser Parasit, der auf Bakterien lebt, ist eines der kleinsten bekannten Lebewesen. Er gehört zu den wenigen Organismen, die sich trotz vieler Millionen Jahre der Evolution noch Eigenschaften einer sehr ursprünglichen Lebensform erhalten haben und daher Rückschlüsse auf die Entstehung ersten Lebens ermöglichen.

Bislang wurde angenommen, dass eine Reihe von Genen, die zur Bildung von so genannten Transfer-RNAs notwendig sind, in den Genomsequenzen von N. equitans fehlen. Transfer-RNAs sind das Bindeglied zwischen der genetischen Information und den eigentlichen Funktionsträgern einer Zelle, den Eiweißen. Sie sorgen dafür, dass die Bausteine der Einweiße in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt werden. Sie sind damit von existenzieller Bedeutung für alle Lebewesen und wurden dementsprechend früh in der Entstehung des Lebens entwickelt. Die Forscher haben nun herausgefunden, dass einige Transfer-RNAs in dem winzigen Archaebakterium von zwei weit voneinander entfernt liegenden Genen gleichsam in Form zweier Puzzlestücke gebildet und erst anschließend zu einem Ganzen zusammengefügt werden.

Ähnlich ungewöhnlich wie diese Strategie ist auch die Methode, mit der die Wissenschaftler ihr auf die Spur kamen: Zunächst hatte die Arbeitsgruppe von Dieter Jahn im Institut für Mikrobiologie der Technischen Universität Braunschweig ausschließlich mittels bioinformatischer Modelle die RNA-Entstehung genau vorhergesagt. Der Braunschweiger Nachwuchswissenschaftler Lennart Randau aus dem Team von Jahn hat dann im Labor von Dieter Söll an der Yale-Universität den biochemischen Nachweis erbracht.

Das Ergebnis stützt die These, dass eine Vielzahl von Transfer-RNAs ursprünglich auf diese Weise gebildet wurde. So sollten bei der Suche nach Transfer-RNA Genen, die bisher noch nicht nachgewiesen werden konnten, solche Puzzleeffekte jetzt berücksichtigt werden.

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