Eine aktuelle Studie im Journal Molecular Biology and Evolution liefert genetische Hinweise auf die Giftresistenz von Holzratten gegenüber Klapperschlangen. Das Forschungsteam am University of Michigan Life Sciences Institute, geleitet von Matthew Holding und mit Co‑Leitung durch Meilyn Ward, untersuchte eine Genfamilie namens SERPINs und richtete den Fokus besonders auf SERPINA3.
Die Forschenden fanden, dass Holzratten zwölf Kopien von SERPINA3 besitzen. Diese zusätzlichen Kopien entstanden durch Tandemduplikation, bei der eine neue Genkopie neben dem ursprünglichen Gen eingefügt wird. Das ursprüngliche Gen behält seine Rolle, während die neuen Kopien sich differenzieren und neue Funktionen übernehmen können.
Die Wissenschaftler testeten die von jeder Kopie codierten Proteine mit Giftproben von Klapperschlangen, die auf diese Nagetiere jagen. Viele SERPINA3‑Proteine banden sich direkt an Giftbestandteile und blockierten deren toxische Wirkung; die Proteine zeigten jedoch beträchtliche Aktivitätsunterschiede. Einige interagierten nicht mit dem Gift, ein Protein hemmte zwei verschiedene giftrelevante Komponenten.
Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, dass solche Genverdopplungen Teil einer koevolutionären Reaktion sein könnten, weil auch Schlangengiftgene Duplikationen zeigen. Die Studie wurde vom National Institutes of Health und durch das Honors Summer Fellowship der University of Michigan unterstützt. Holding fasst zusammen, dass Genverdopplung den Nagetieren "ein weiteres Werkzeug im Werkzeugkasten" zum Überleben vergifteter Bisse geben könne.
Schwierige Wörter
- giftresistenz — Fähigkeit, den Schaden von Gift zu verringern
- tandemduplikation — Einfügen einer neuen Genkopie neben dem Original
- genfamilie — Gruppe verwandter Gene mit ähnlicher Funktion
- codieren — eine Sequenz in ein Protein übersetzencodierten
- interagieren — miteinander reagieren oder in Verbindung treteninteragierten
- hemmen — die Aktivität von etwas reduzieren oder stoppenhemmte
- genverdopplung — Vervielfachung eines Gens im ErbgutGenverdopplungen
Tipp: Fahre über markierte Wörter oder tippe darauf, um kurze Definitionen zu sehen – während du liest oder zuhörst.
Diskussionsfragen
- Welche Vorteile können mehrere SERPINA3‑Kopien für Holzratten beim Überleben von Schlangenbissen haben? Nennen Sie zwei mögliche Effekte.
- Wie erklärt die Studie die mögliche Verbindung zwischen Genverdopplung bei Nagetieren und bei Schlangengiften?
- Wenn Forschende Proteine finden, die Gift binden, welche praktischen Anwendungen könnten Sie sich vorstellen? Begründen Sie Ihre Ideen.
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