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Metagenomik: Windschutzscheiben zeigen Artenvielfalt

Die für Autofahrer lästigen Flecken auf ihren Frontscheiben beinhalten wertvolle DNA-Proben des örtlichen Insektenlebens. Dies vermuteten Bioinformatiker um Anton Nekrutenko von der Pennsylvania State University und zeigten, dass die so gewonnenen Daten tatsächlich Rückschlüsse auf die regionale Artenvielfalt erlauben. Da es zunehmend möglich ist, Erbmaterial vollautomatisch zu lesen und Abschnitte bekannter Spezies zu finden, ließe sich nach Ansicht der Forscher mit dieser Methode die Verbreitung kleiner Arten schnell und in großen Gebieten verfolgen.

Auf zwei je rund 500 Kilometer langen Fahrten durch verschiedene Regionen der USA sammelten die Forscher Insekten mit Hilfe von Klebstreifen auf der Fronthaube. Anschließend lösten sie die gefangenen Flugtierchen auf, isolierten die enthaltenen DNA-Stränge und ließen die Probe in einem Labor auslesen. Die Daten der unzähligen gefundenen Strangstücke verglichen sie mittels einer von ihnen geschriebenen Software mit dem Erbgut bekannter Spezies.

In den Ergebnissen ließen sich einige eindeutige Unterschiede zwischen den durchfahrenen Regionen ablesen. So fanden sich wie erwartet entlang der amerikanischen Ostküste wesentlich mehr Anopheles-Mücken als auf der Fahrt ins kühlere Kanada. Zusätzlich identifizierte der Computer auch etliche Bakterien und andere Mikroorganismen in den Proben. Gerade hier bewies die Methode eine Stärke: Da innerhalb einer Artfamilie große Teile des Erbguts gleich sind, ließ sich so die Grundstruktur des regionalen Mikrobenlebens schnell abschätzen, ohne alle Arten einzeln betrachten zu müssen. Bisher sei die Zahl der Spezies mit bekanntem Erbgut jedoch noch zu gering, so Nekrutenko, als dass die Methode eine genaue Artenstatistik liefern könnte.

Viele Wissenschaftler sehen wie Nekrutenko eine große Zukunft für die Metagenomik. Dieser neue Bereich der Biologie will mit automatischen Methoden das Erbgut der Arten ganzer Lebensräume katalogisieren und so einen tieferen Einblick in deren Beziehungen und Vielfalt gewinnen. Gerade bei Kleinstlebewesen und Insekten ist dieser Ansatz viel versprechend, denn diese kommen in Millionen von Unterarten vor, die sich kaum durch einfaches Beobachten erfassen lassen. (rs)
41. KW 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 41. KW 2009

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  • Quellen
Kosakovsky, P. S. et al.: Windshield splatter analysis with the Galaxy metagenomic pipeline. In: Genome Research 10.1101/gr.094508.109, 2009.

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