Seit vielen Jahren arbeitet das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven an der Erforschung der Polar- und Meeresgebiete der Erde, zur Erweiterung des Wissen über die Tier- und Pflanzenwelt der Arktis und Antarktis und der Wechselwirkungen zwischen Meer, Eis und Atmosphäre. Jetzt haben Forscher des AWI unter Leitung von Klaus Valentin und Thomas Mock (University of East Anglia) ihre Pläne zur Untersuchung des Metagenoms der Organismen im Eis des Nordpolarmeers bekanntgegeben. Sie werden dabei die Sequenzierleistung nutzen, die ihnen als Zweitplatzierte beim 10-Gigabasen-Förderpreis von 454 Life Sciences, einer Tochterfirma von Roche, zur Verfügung gestellt wird. Die Metagenomsequenzierung, mit der Forscher detaillierte Einblicke in die phylogenetische Zusammensetzung und funktionelle Vielfalt einer komplexen Probe erhalten, hat in den letzten Jahren vor allem durch die 454 Sequencing Systeme große Fortschritte gemacht.
In bereits abgeschlossenen Projekten von Alfred-Wegener-Institut und der University of East Anglia wurden schon die Genome einer Meereisalge und eines Meereisbakteriums sequenziert. Zudem wurden die Transkriptome von im Meereis vorkommenden Arten und Lebensgemeinschaften sequenziert, um die bei der genetischen Anpassung dieser Arten an die extremen Umweltbedingungen der Antarktis aktiven Gene zu entschlüsseln. In ihrer neuen Metagenomstudie wollen die Forscher die Gesamtheit der im arktischen Eis lebenden Organismen untersuchen. Sie hoffen, dabei auch Gene zu finden, die derzeit in den Organismen "ausgeschaltet" sind.
"Um die Potentiale kennenzulernen, die im Genom schlummern, werden wir aktive und inaktive Gene sequenzieren.", erklärte Klaus Valentin. "Wenn sich in Zukunft Umweltfaktoren wie Temperatur, Kohlendioxidkonzentration oder Lichtintensität verändern, ist es wichtig zu wissen, über welche genetischen Anpassungsmöglichkeiten an den Klimawandel polare Lebensgemeinschaften verfügen."
Während der letzten Jahrzehnte hat der Klimawandel enorme Auswirkungen auf die Ökosysteme der Arktis gehabt, zum Beispiel auf das Meereis, die Wälder und die Tundra. Mit steigenden Temperaturen müssen sich die Pflanzen-, Tier- und Bakterienarten, die in der Arktis leben, entweder an diese Umweltveränderungen anpassen, um die Existenz ihrer Arten zu sichern.
"Wir begrüßen den Einsatz des 454 Sequencing Systems bei der wichtigen Erforschung polarer Lebensgemeinschaften.", sagte Chris McLeod, Präsident und Geschäftsführer von 454 Life Sciences, einer Tochterfirma von Roche. "Die Ergebnisse werden zum besseren Verständnis der Auswirkungen der Erderwärmung beitragen."
454 Life Sciences, ein Center of Excellence von Roche Applied Science, entwickelt und vermarktet das innovative 454-Sequenziersystem für die ultraschnelle Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung. Spezifische Anwendungsfelder der Technik sind zum Beispiel die De-novo-Sequenzierung und Resequenzierung von Genomen, Metagenomik, RNA-Analyse und die gezielte Sequenzierung bestimmter DNA-Bereiche. Das 454-Sequenziersystem zeichnet sich durch eine einfache, unbeeinflusste Probenvorbereitung und lange, präzise Leseweiten, auch bei Paired-End-Sequenzierung, aus. Mit Hilfe der 454-Sequenziertechnologie sind mittlerweile hunderte in Peer-Review-Zeitschriften veröffentlichte Studien durchgeführt worden, in so unterschiedlichen Bereichen wie Krebsforschung, Infektiologie, Wirkstoffsuche, Meeresbiologie, Anthropologie, Paläontologie und vielen anderen.
In bereits abgeschlossenen Projekten von Alfred-Wegener-Institut und der University of East Anglia wurden schon die Genome einer Meereisalge und eines Meereisbakteriums sequenziert. Zudem wurden die Transkriptome von im Meereis vorkommenden Arten und Lebensgemeinschaften sequenziert, um die bei der genetischen Anpassung dieser Arten an die extremen Umweltbedingungen der Antarktis aktiven Gene zu entschlüsseln. In ihrer neuen Metagenomstudie wollen die Forscher die Gesamtheit der im arktischen Eis lebenden Organismen untersuchen. Sie hoffen, dabei auch Gene zu finden, die derzeit in den Organismen "ausgeschaltet" sind.
"Um die Potentiale kennenzulernen, die im Genom schlummern, werden wir aktive und inaktive Gene sequenzieren.", erklärte Klaus Valentin. "Wenn sich in Zukunft Umweltfaktoren wie Temperatur, Kohlendioxidkonzentration oder Lichtintensität verändern, ist es wichtig zu wissen, über welche genetischen Anpassungsmöglichkeiten an den Klimawandel polare Lebensgemeinschaften verfügen."
Während der letzten Jahrzehnte hat der Klimawandel enorme Auswirkungen auf die Ökosysteme der Arktis gehabt, zum Beispiel auf das Meereis, die Wälder und die Tundra. Mit steigenden Temperaturen müssen sich die Pflanzen-, Tier- und Bakterienarten, die in der Arktis leben, entweder an diese Umweltveränderungen anpassen, um die Existenz ihrer Arten zu sichern.
"Wir begrüßen den Einsatz des 454 Sequencing Systems bei der wichtigen Erforschung polarer Lebensgemeinschaften.", sagte Chris McLeod, Präsident und Geschäftsführer von 454 Life Sciences, einer Tochterfirma von Roche. "Die Ergebnisse werden zum besseren Verständnis der Auswirkungen der Erderwärmung beitragen."
454 Life Sciences, ein Center of Excellence von Roche Applied Science, entwickelt und vermarktet das innovative 454-Sequenziersystem für die ultraschnelle Hochdurchsatz-DNA-Sequenzierung. Spezifische Anwendungsfelder der Technik sind zum Beispiel die De-novo-Sequenzierung und Resequenzierung von Genomen, Metagenomik, RNA-Analyse und die gezielte Sequenzierung bestimmter DNA-Bereiche. Das 454-Sequenziersystem zeichnet sich durch eine einfache, unbeeinflusste Probenvorbereitung und lange, präzise Leseweiten, auch bei Paired-End-Sequenzierung, aus. Mit Hilfe der 454-Sequenziertechnologie sind mittlerweile hunderte in Peer-Review-Zeitschriften veröffentlichte Studien durchgeführt worden, in so unterschiedlichen Bereichen wie Krebsforschung, Infektiologie, Wirkstoffsuche, Meeresbiologie, Anthropologie, Paläontologie und vielen anderen.
