Die Gene aller höheren Lebewesen enthalten scheinbar nutzlose DNA-Abschnitte, so genannte Introns. Die Analyse eines entwicklungsgeschichtlich alten Gens könnte neue Hinweise auf deren Herkunft und Bedeutung liefern. Amerikanische Wissenschaftler untersuchten ein Gen, das in den Chromosomen von Menschen, Schnecken und Fliegen vorhanden ist. Einige seiner Introns befinden sich in allen drei Fällen an genau der gleichen Position. Sie müssen also schon früh in der Evolution entstanden sein, was auf eine wichtige Funktion schließen lässt. Das berichten Forscher der University of Utah in der Online-Ausgabe der “Proceedings of the National Academy of Sciences” (Bd.99, S.1264).
Die jüngsten gemeinsamen Vorfahren von Menschen, Schnecken und Fliegen lebten vor etwa 540 Millionen Jahren. Mindestens so alt muss also das diesen Organismen gemeinsame Gen sein, das die Forschergruppe von Pradip Bandyopadhyay und Baldomero Olivera untersuchte. Es trägt die Information für das Protein gamma-Glutamylcarboxylase. Beim Menschen spielt es eine Rolle bei der Blutgerinnung. In räuberischen Kegelschnecken ist es an der Produktion eines lähmenden Gifts beteiligt. Welche Aufgabe es in der Fruchtfliege erfüllt, ist noch nicht bekannt.
Die Forscher verglichen die Lage der Introns in diesem Gen der drei Organismen. “Was uns wirklich überraschte, war, dass sich acht Introns im Menschen- und Schnecken-Gen an genau derselben Position befinden”, sagt Olivera. Auch die Lage der zwei Introns des Fliegen-Gens stimmte mit entsprechenden Stellen des menschlichen Gens überein. Dieser Befund stützt die Theorie, nach der die Introns Überreste aus einer “RNA-Welt” darstellen, in der die RNA die Funktionen der heutigen DNA und Proteine in sich vereinte. Das kettenförmige RNA-Molekül dieser Urlebewesen musste durch entsprechende Faltungen eine definierte räumliche Struktur annehmen. Es könnte die Aufgabe der Introns gewesen sein, diesen Faltungsprozess zu steuern.
Im weiteren Verlauf der Evolution seien die RNA-Introns dann zu DNA-Introns geworden, sagt Olivera. Als solche spielen sie heute möglicherweise eine noch nicht erkannte Rolle bei der Regulation der Genaktivität. Die jetzt vorliegenden Befunden sprechen gegen eine andere Theorie, nach der nutzlose DNA-Sequenzen erst viel später in der Evolution durch den Einbau von bakterieller und viraler DNA entstanden sind.
Joachim Czichos
