Horizontaler Gentransfer

Bei Bakterien können Individuen untereinander Gene austauschen, die zum Beispiel Resistenz gegenüber bestimmte Antibiotika verleihen. Dieser horizontale Gentransfer findet mit Hilfe von Plasmiden statt.

Ob auch bei höheren Organismen ein solcher Gentransfer stattfindet, ist noch nicht ganz geklärt. Zumindest bei Pflanzen hat man Beispiele für einen horizontalen Gentransfer gefunden, allerdings nicht zwischen zwei Pflanzen, sondern von einem Bakterium auf eine Pflanze. Agrobacterium tumefaciens befällt Pflanzenzellen und überträgt dann Plasmide in die Wirtszellen. Diese Plasmide enthalten genetische Informationen, die die Pflanzenzelle umprogrammieren und zu Tumorwachstum führen. Dabei werden außerdem Nährstoffe produziert, die die Bakterien zum Wachstum brauchen.

Auch von manchen Viren nimmt man an, dass sie genetisches Material in das Genom von Pflanzen, Tieren und Menschen einbringen bzw. in der Vergangenheit eingebracht haben. Bekanntlich können sich manche Viren als Proviren in die DNA der Wirtszelle integrieren und werden dann bei jeder Zellteilung mitverdoppelt. Wenn eine infizierte Wirtszelle die neuen Viren in ihre Umgebung entlässt, kann es sein, dass Wirts-DNA in die Viren-DNA mit eingebaut wurde. Infiziert der Virus dann einen anderen Wirt, so kann auf diese Weise DNA von einem Tier auf ein anderes übertragen werden. Ob dieser theoretische Übertragungsweg tatsächlich in der Praxis auftritt, ist allerdings noch ungeklärt.

Ende 2008 ist ein Fall des horizontalen Gentransfers bei Kieselalgen bekannt geworden (Spektrum direkt vom 17.10.2008). Die Klasse der Kieselalgen wird in zwei Ordnungen unterteilt, nämlich die Pennales und die Centrales. An sich würde man erwarten, dass Vertreter von solchen Schwester-Ordnungen einen recht hohen Anteil gemeinsamer DNA haben. Das Gegenteil ist aber der Fall. Als man zwei Vertreter aus diesen beiden Ordnungen untersuchte, fand man nur 57% gemeinsame DNA. Das Genom der einen Kieselalge enthielt über 300 fremde Prokaryoten-Gene, die offensichtlich durch horizontalen Gentransfer übertragen worden sind. Auch das Genom der anderen Kieselalge enthielt viele Fremd-Gene, die aber von anderen Bakterien, Blaualgen etc. stammen. Der Anteil gemeinsamer "Kieselalgen"-DNA war daher extrem gering.

Austausch von Genen zwischen verschiedenen Wirbeltierarten

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Giftig zu sein ist kostspielig, weil die Produktion von Toxinen über komplizierte Stoffwechselwege führt. Besser, man klaut sich Chemiewaffen-Knowhow von anderswo.

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Bärtierchen sollen Rekordhalter in der Übernahme fremder Gene sein - dies ergab kürzlich eine groß angelegte Studie. Doch fand dieser Gentransfer überhaupt so statt?

Spektrum.de vom 10.12.2015

Nutzen Phagen Spinnengene in Insektenbakterien?

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