Horizontaler Gentransfer

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Horizontaler Gentransfer (HGT) oder lateraler Gentransfer (LGT) bezeichnet eine Übertragung von Genen außerhalb der geschlechtlichen Fortpflanzung (Genübertragung bei geschlechtlicher Fortpflanzung wird vertikaler Gentransfer genannt) und über Artgrenzen hinweg.

Er bildet in der Evolutionstheorie eine Möglichkeit zur Erklärung von Sprüngen in der Entwicklung vor allem von Mikroorganismen. Ebenfalls gegenüber dem horizontalen Gentransfer lässt sich die vertikale Transmission abgrenzen, bei der Virenerbgut von einer „infizierten“ Generation an eine andere weitergegeben wird (etwa bei Wolbachia pipientis).

Er bildet in der Gentechnologie eine wichtige Methode, transgene Organismen zu erzeugen. Für Prokaryoten und Eukaryoten sind jeweils unterschiedliche Methoden erfolgreich in Gebrauch:

  • Bei Eukaryoten: Transfektion (Äquivalent zur Transformation bei Prokaryoten)

In der Genforschung wird allgemein davon ausgegangen, dass unkontrollierter horizontaler Gentransfer transgener DNA ausgeschlossen werden kann, weil sich diese ebenso wie natürliche DNA außerhalb der Zelle schnell zersetzt. Einzelne Wissenschaftler kamen jedoch zu Ergebnissen, nach denen horizontaler Gentransfer transgener DNA zu Bakterien und auch zu Pflanzen und Tieren stattfindet.[1] Sie sehen darin ein Gesundheitsrisiko, da horizontaler Gentransfer eine Ursache für die Entstehung neuer Krankheitserreger und Antibiotika-Resistenzen sein kann. Direkt nachgewiesen wurde die Übertragung prokaryotischer DNA auf Eukaryoten bisher bei Agrobacterium tumefaciens (Pflanzenzellen) und Bartonella henselae (menschliche Zellen).[2][3]

Eines der wenigen Beispiele für einen horizontalen Gentransfer unter höheren Organismen ist der Transfer von Genen für die Carotinoid-Synthese von einem Pilz auf die Erbsenlaus (Acyrthosiphon pisum).[4][5] Ein weiteres ist die Übernahme eines Cellulasegens durch einen Zweig der Nematoda von ihren Endosymbionten.[6][7]

Eine umfassende Suche nach Bakteriengenen in den inzwischen zahlreichen offen zugänglichen Sequenzen menschlicher Genome fand insbesondere in bestimmten Krebszellen eingeschleuste Bakteriengene, aber auch in wenigen Fällen in normalen Zellen.[8]

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Ho, M.-W., Cummins, J.: Horizontal Gene Transfer from GMOs Does Happen, ISIS, 10. März 2008
  2. M. Van Montagu: It is a long way to GM agriculture. In: Annual review of plant biology. Band 62, Juni 2011, S. 1–23, ISSN 1545-2123. doi:10.1146/annurev-arplant-042110-103906. PMID 21314429.
  3. G. Schröder, R. Schuelein u.a.: Conjugative DNA transfer into human cells by the VirB/VirD4 type IV secretion system of the bacterial pathogen Bartonella henselae. In: PNAS Band 108, Nummer 35, August 2011, S. 14643–14648. doi:10.1073/pnas.1019074108. PMID 21844337. PMC 3167556 (freier Volltext).
  4. Lateral Transfer of Genes from Fungi Underlies Carotenoid Production in Aphids. www.sciencemag.org. Abgerufen am 15. Januar 2011.
  5. A Fungal Past to Insect Color. www.sciencemag.org. Abgerufen am 15. Januar 2011.
  6. Jones, John T., Cleber Furlanetto, Taisei Kikuchi:[1] Horizontal gene transfer from bacteria and fungi as a driving force in the evolution of plant parasitism in nematodes. Nematology Band 7, Nr. 5, 2005, S. 641–646.
  7. Mayer, Werner E. et al.:Horizontal gene transfer of microbial cellulases into nematode genomes is associated with functional assimilation and gene turnover. BMC Evolutionary Biology, Band 11, Nr. 1, 2011, S. 13.
  8. David R. Riley, Karsten B. Sieber u. a.: Bacteria-Human Somatic Cell Lateral Gene Transfer Is Enriched in Cancer Samples. In: PLoS Computational Biology. 9, 2013, S. e1003107, doi:10.1371/journal.pcbi.1003107.