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DNA : Dunkle Materie im Genom?

Vor gut 15 Jahren wurde das menschliche Genom erstmals vollständig sequenziert. Könnte trotzdem mehr DNA in uns stecken als bisher angenommen?
'Dark DNA' Is the Latest Mystery in the World of Genetics … But What Is It?

Veröffentlicht am: 17.04.2018

Laufzeit: 0:04:10

Sprache: englisch

Untertitel: englisch

Seeker/DNews ist ein YouTube-Kanal mit Videos zu wissenschaftlichen Themen. Er gehört zum US-amerikanischen globalen Medien- und Unterhaltungsunternehmen Discovery Communications, das 1985 in den USA vom Discovery Channel gegründet wurde.

Es sorgte für einiges Rätselraten: Als US-amerikanische Wissenschaftler um Adam Hargreaves von der University of Oxford die DNA der Sandratte sequenzierten, blieb der genetische Bauplan lückenhaft. Sie fanden Eiweißbausteine in dem Tier, die im Genom scheinbar nicht hinterlegt waren. DNA-Sequenzierer buchstabieren normalerweise mit Leichtigkeit den Kode des Lebens: Sie übersetzen die Abfolge der vier DNA-Bausteine (Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin) in eine geordnete Liste mit den Buchstaben A, T, C und G. Doch eben nicht bei der Sandratte. In Anlehnung an die Dunkle Materie der Physik nannten sie diese DNA-Schnipsel, die existieren müssen, aber nicht messbar waren, »dunkle DNA« (englisch: dark DNA).

Um diese Entdeckung geht es in dem Video auf dem YouTube-Kanal Seeker. Das Rätsel um die dunkle DNA war schnell gelöst: Einige DNA-Sequenzierer tun sich schwer, wenn die Buchstaben G und C im genetischen Kode überproportional oft vorkommen – wie in dem Genomabschnitt, der in der Sandratte zu fehlen schien. Könnte man also auch im Genom anderer Lebewesen gewisse Abschnitte übersehen haben? Nicht undenkbar, aber wenn überhaupt, dann nur sehr selten. Denn bislang geht man davon aus, dass DNA-Abschnitte, die reich an G und C sind, absolute Ausnahmen darstellen. Nur bei einigen Vögeln hat man sie noch gefunden.

Dunkle DNA ist also schlicht und einfach schwer sequenzierbare DNA. Wählt man die richtige Technik, lässt sich auch das Genom der Sandratte vervollständigen – so die Wissenschaftler um Adam Hargreaves. Die Bezeichnung »dunkle DNA« ist also irreführend: Sie suggeriert eine Analogie zur Dunklen Materie im Kosmos, die – ganz im Gegensatz zur dunklen DNA – bis heute nicht messbar ist. Kritik daran spart sich der Sprecher Julian Huguet in seiner Präsentation, die durch einfache Computergrafiken und kurze Videosequenzen illustriert wird. Auch wenn der Titel »Dark DNA is the latest mystery in genetics …« es anders vermuten lässt: Das Video bleibt nüchtern und erklärt ansprechend neutral, dass »dunkle DNA« gar nicht so dunkel ist.

Doch warum bereiten DNA-Sequenzen, die an G und C reich sind, überhaupt Probleme bei der Sequenzierung? Noch vor der eigentlichen Sequenzierung wird die DNA meist durch eine Polymerase-Kettenreaktion vervielfältigt. Weil GC-reiche Abschnitte besonders stabil sind, lassen sie sich weniger effizient kopieren. In der Folge geht das Signal dieser Abschnitte beim Sequenzieren einfach unter, weil man bis zu 1010-mal mehr von den anderen Sequenzen hat. Bei neuen Methoden der DNA- Sequenzierung wie der Nanoporen-Sequenzierung tritt der systematische Fehler allerdings gar nicht auf.

Schließlich geht das Video noch auf eine ganz andere Art der »dunklen DNA« ein: DNA, deren Funktion unbekannt ist. Hier brachte besonders das Großforschungsprojekt ENCODE in den letzten Jahren viel Licht ins Dunkel und klärte auf, .

»Offenbar lieben die Biologen jetzt die Dunkle Materie«, schlussfolgert das Video. Man könnte an dieser Stelle kritisch hinterfragen, ob es bei der Terminologie nicht vielmehr um mediale Aufmerksamkeit geht – denn mit Dunkler Materie hat dunkle DNA wie gesagt jedenfalls nichts zu tun.

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