Eine Gruppe von Spezialisten hat ein Programm entwickelt, mit dem sich Teile des Tiergenoms identifizieren und vergleichen lassen. Dank dieser Entwicklung wird es möglich sein, die Nähe einer Art zu den anderen in der Gesamtstruktur der Hierarchie zu verfolgen und die Veränderungen zu analysieren, die bei den Vertretern der verschiedenen Arten im Laufe der Evolution stattgefunden haben.
Millionen verschiedener Arten bevölkern den Planeten Erde. Schlüsselfaktoren wie Aussehen, Lebensstil und Essgewohnheiten werden überwiegend durch eine Reihe von angeborenen Genen bestimmt. Und die Variation in diesen Gensätzen unterscheidet sich erheblich von der Anzahl der Arten: Experten zählen etwa 20.000 Kombinationen verschiedener Gene. Es zeigt sich also, dass sich die Arten nicht nur und nicht so sehr in den Genen selbst, sondern in den Parametern ihrer Anordnung zueinander unterscheiden. In der Wissenschaft gibt es einen speziellen Begriff „Syntenie“, der sich auf eine bestimmte Reihenfolge der Anordnung der einzelnen Elemente des Genoms bezieht.
Die Ingenieurin Kseniya Krasheninnikova, eine der Entwicklerinnen des Projekts, führt das Beispiel von Gorillas und Schimpansen an, die zwar den gleichen Satz an Genen haben, sich aber gerade wegen ihrer unterschiedlichen Sequenz voneinander unterscheiden.
Um den Unterschied zwischen den Strukturen des Genoms zu finden, müssen die Spezialisten zunächst diese Unähnlichkeiten feststellen. Man kann das nicht manuell machen, weil man zu viele Daten verarbeiten muss. Deshalb versuchen Wissenschaftler, spezielle Programme zu entwickeln, um den Auswahlprozess zu erleichtern und zu optimieren.
Die neue Entwicklung, genannt halSynteny, hat nach Angaben der Entwickler eine höhere Geschwindigkeit der Datenverarbeitung als bisherige Systeme. Darüber hinaus kann das Programm in zwei Formaten gleichzeitig arbeiten.
Ein grundlegend anderer Ansatz bei der Suche nach synthetischen Sequenzen trägt zu der Geschwindigkeitssteigerung bei. In der Regel verwenden die Methoden eine vorläufige Annotation; im Fall der Gorillas wird ein Alignment-Verfahren angewandt, bei dem verschiedene Regionen eines Gensatzes auf andere Gensätze abgebildet werden. Dadurch werden ähnliche Sequenzen hervorgehoben, und schon daraus werden Rückschlüsse auf die Unterschiede gezogen.
Durch die Verwendung der Programmiersprache C++ hat das Programm eine erhöhte Produktivität, so dass alle Berechnungen um ein Vielfaches schneller sind als mit anderen Methoden.
Wie genau wird das neue System die Arbeit von Gentechnikern erleichtern und welche konkreten Vorteile kann es bieten?
Das neue System wird die Arbeit von Gentechnikern erheblich erleichtern, indem es effizientere Werkzeuge und Methoden zur Verfügung stellt. Es ermöglicht eine schnellere und genauere Genmanipulation, was die Entwicklung neuer medizinischer Therapien und die Forschung in verschiedenen Bereichen wie Landwirtschaft und Umwelt verbessert. Konkrete Vorteile umfassen eine schnellere Genanalyse, präzisere Geneditierungstechniken wie CRISPR-Cas9 und eine vereinfachte Züchtung von Pflanzen und Tieren. Zudem bietet das neue System auch eine verbesserte Überwachung und Kontrolle von genetisch modifizierten Organismen. Insgesamt wird es den Gentechnikern ermöglichen, ihre Arbeit effektiver und zielgerichteter durchzuführen, was zu bahnbrechenden Entdeckungen und Fortschritten in der Biotechnologie führen kann.