Ein mikroskopischer Organismus aus einem Teich im Oxford University Parks hat das umgeschrieben, was Wissenschaftler über den genetischen Code zu wissen glaubten. Die Entdeckung kam nicht aus einer großen Suche, sondern aus einem routinemäßigen Test einer neuen Einzelzell-DNA-Sequenzierungsmethode.
Dr. Jamie McGowan, ein Postdoktorand am Earlham Institute im Vereinigten Königreich, führte ein praktisches Experiment durch. Ziel war es zu testen, ob eine Sequenzierungspipeline extrem kleine DNA-Mengen verarbeiten kann, sogar aus einer einzelnen Zelle. Das Team wählte einen Protisten aus Süßwasser als Testobjekt. Was sie stattdessen fanden, war eine genetische Anomalie, die noch niemand zuvor gesehen hatte.
Ein genetischer Code, der die Regeln bricht
Der Organismus, identifiziert als Oligohymenophorea sp. PL0344, entpuppte sich als eine bisher unbekannte Art. Bei den meisten Lebewesen fungieren drei Stopp-Codons – TAA, TAG und TGA – wie Satzzeichen, die einer Zelle sagen, wo ein Gen endet und der Proteinaufbau aufhören soll. Dieses System gilt als nahezu universell für alles Leben.
Aber dieser winzige Protist macht etwas anderes. Die in PLOS Genetics veröffentlichte Studie berichtete, dass zwei dieser Stopp-Codons umgewidmet wurden, um für verschiedene Aminosäuren zu codieren. Die Forscher beschrieben diese Kombination als bisher bei keinem Organismus gemeldet. Die Entdeckung stellt lang gehegte Annahmen darüber in Frage, wie die genetische Übersetzung funktioniert.
Warum ein Teichbewohner für die Genetik wichtig ist
Protisten sind eine lockere Kategorie, die alle eukaryotischen Organismen umfasst, die kein Tier, keine Pflanze und kein Pilz sind. Sie reichen von mikroskopischen Amöben und Algen bis hin zu großen mehrzelligen Algen und Schleimpilzen. Oligohymenophorea sp. PL0344 gehört zu einer Gruppe namens Ciliaten, schwimmenden Protisten, die in vielen wässrigen Umgebungen vorkommen.
Ciliaten sind bereits als Hotspots für Veränderungen des genetischen Codes bekannt, insbesondere bei Stopp-Codons. Aber diese spezielle Kombination von Umwidmungen war noch nie dokumentiert worden. Dr. McGowan bemerkte, dass das Team diesen Protisten durch puren Zufall auswählte, um ihre Sequenzierungspipeline zu testen, und der Fund unterstreicht, wie wenig Wissenschaftler über die Genetik von Protisten wissen.
Die Entdeckung öffnet ein Fenster zur Flexibilität der Natur. Wenn ein einzelner Teichorganismus eine so grundlegende Regel umschreiben kann, deutet das darauf hin, dass der genetische Code weitaus variabler und geheimnisvoller sein könnte, als Forscher erkannt hatten.
