Biodiversitätsforschung

Im Wettlauf gegen die Zeit

Biodiversitätsforschung im großen Maßstab: 17,6 Mio. Euro erhält das neue Frankfurter Loewe-Zentrum „TBG - Translationale Biodiversitätsgenomik“ für die Erforschung genomischer Diversität im Tier- und Pflanzenreich. Pro Jahr sollen über 1000 Genome sequenziert werden. Umweltmonitoring, Biomedizin, Natur- und Artenschutz sollen davon profitieren.

Trägt ihren Anteil zur Artenvielfalt bei: Kleinlibelle (Zygoptera). (Bild: Senckenberg)

Mit 17,6 Millionen Euro unterstützt das Land Hessen ein neues Frankfurter Loewe-Zentrum „TBG - Translationale Biodiversitätsgenomik“ unter der Federführung der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung. Projektpartner sind die Goethe-Universität Frankfurt, die Justus-Liebig-Universität Gießen und das Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME. Im Verbund wollen die Wissenschaftler die bisher weitgehend unerforschte genomische Vielfalt von Tieren und Pflanzen untersuchen. Dazu sollen die Genforschung auch anderen Forschungsfeldern verfügbar gemacht und Genombanken ausgebaut werden. Die genomischen Daten sollen in der Biomedizin, Forschung an Bioressourcen und im Umweltmonitoring eingesetzt werden.

„Das Loewe-Zentrum ‚TBG - Translationale Biodiversitätsgenomik‘ ermöglicht es uns zusammen mit unseren Partnern die gesamte Spanne von der Grundlagenforschung bis hin zur Anwendung abzudecken“, so Prof. Dr. Dr. h. c. Volker Mosbrugger, Generaldirektor der Senckenberg Gesellschaft. „Für Senckenberg eröffnet sich die große Chance, Biodiversitätsforschung in großem Maßstab auf die Ebene der Genome auszuweiten.“

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Die Erforschung des Lebens auf der Erde ist ein Wettlauf gegen die Zeit, denn häufig sind gerade erst entdeckte Arten bereits vom Aussterben bedroht. Bislang hat sich die Wissenschaft bei der Erforschung biologischer Vielfalt vor allem auf Arten und Ökosysteme konzentriert. „Trotz großer technologischer Entwicklungen wurde der dritte Baustein der Biodiversität, die Vielfalt der Gene, bisher stiefmütterlich behandelt. Diese Vielfalt ist zwar auf den ersten Blick unsichtbar, aber grundlegend. Dennoch sind mindestens 95 % des Erbguts von Tieren, Pflanzen und Pilzen sowie deren inner- und interartliche Unterschiede bislang unbekannt“, so der Leiter des neuen Zentrums, Prof. Dr. Axel Janke, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung und Goethe-Universität Frankfurt.

Diese Wissenslücke soll das neue Forschungszentrum mit Hauptsitz in Frankfurt am Main und dem offiziellen Namen Loewe-Zentrum „TBG - Translationale Biodiversitätsgenomik“ schließen. Das Land Hessen fördert das Vorhaben mit 17,6 Millionen Euro im Rahmen des Innovationsprogramms Landes-Offensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (Loewe). Offizieller Start ist am 1. Januar 2018; danach wird das Zentrum zunächst für vier Jahre gefördert (1. Förderperiode). Eine Verstetigung ist angestrebt.

Evolutionsgenetiker Janke: „Statt uns auf einzelne Organismen zu konzentrieren, wollen wir das Erbgut einer großen Bandbreite von Arten entschlüsseln. Dazu werden wir jährlich über 1000 Genome sequenzieren. Ein solcher breiter Ansatz ist bisher einmalig.“ Dabei wird auch solch exotischen Gruppen erstmals ins Erbgut geschaut, die selbst Biologen kaum kennen. Beispiele sind Flaschentierchen, Pfeilwürmer und Eipilze, Asseln, Schnecken und der Große Bombardierkäfer, der gezielt Wasserstoffperoxid-Explosionen erzeugen kann.

Zusätzlich ist geplant, einhundert neue Genome besonders hochaufgelöst zu erforschen. Die Genomdaten werden anschließend als „Senckenberg Biodiversität Genome Collection“ in öffentlichen digitalen Archiven der weiteren Forschung zugänglich gemacht. So soll unter anderem der Vergleich von Genomen zeigen, welche Funktionen einzelne Gene für die Organismen haben.

„Dieses Wissen wird uns helfen, das ökonomische Potenzial von Lebewesen besser nutzbar zu machen. Wir werden untersuchen, welche Naturstoffe aus Gifttieren und Parasiten gewonnen werden können, um sie in der Biomedizin oder als Bioressource einzusetzen.In anderen Projektbereichen wollen Wissenschaftler den Nachweis von genetischen Hinterlassenschaften von Arten in der Umwelt, der sogenannten eDNA, effizienter und zuverlässiger machen und so den Natur- und Artenschutz verbessern,“ führt Janke aus. Außerdem soll die Genetik neue Ansätze für das Umweltmonitoring, z.B. von Bodenorganismen liefern.

Das ambitionierte Vorhaben ist ein Joint Venture der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung (Federführung), der Goethe-Universität Frankfurt am Main, der Justus- Liebig-Universität Gießen und dem Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und angewandte Ökologie mit den Projektgruppen Translationale Medizin und Pharmakologie (Frankfurt) sowie Bioressourcen (Gießen). Die Partner bündeln damit ihre jeweiligen Kompetenzen in den Bereichen Bioinformatik, Genomik sowie der Bioökonomie, hier insbesondere für die Bereiche Naturschutz, Naturstoffe und Biomonitoring.

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