Sie galten bereits als die tierischen Meister des sogenannten horizontalen Gentransfers: Bei den Bdelloida-Rädertierchen haben Forschende große Mengen DNA im Genom nachgewiesen, die nicht ursprünglich von ihnen stammt. Im Lauf ihrer Entwicklungsgeschichte haben diese winzigen Wassertiere demnach genetisches Material aus der Umwelt in ihr Erbgut eingebaut, das Mikroben wie Bakterien und Pilze freigesetzt haben. Die genetischen Programme haben sich anschließend im Erbgut der Rädertierchen fest etabliert, da sie ihnen offenbar Vorteile bieten konnten.
Man nimmt an, dass die intensive Neigung zum genetischen Patentklau mit der Fortpflanzungsweise der Rädertierchen zu tun hat: Es gibt keine Geschlechter – sie vermehren sich nur asexuell, wodurch es normalerweise zu keinen regelmäßigen Neukombinationen des Erbguts kommt. Deshalb ist für die Rädertierchen eine Möglichkeit zur genetischen Bereicherung über den horizontalen Gentransfer wohl besonders wichtig, so die Erklärung.
Was bringen die Fremdgene den Rädertierchen?
Vor allem für die Anpassung an Bedrohungen durch Krankheitserreger könnte die intensive Übernahme von Genen anderer Organismen wichtig gewesen sein. Inwieweit diese Vermutung zutrifft, haben die Forschenden um Reuben Nowell von der University of Oxford nun untersucht. Sie infizierten dazu verschiedene Arten der Bdelloida-Rädertierchen mit einem pilzlichen Krankheitserreger, gegenüber dem einige anfällig, andere aber widerstandsfähig sind. Um aufzuklären, welche genetischen Programme in den Rädertierchen als Reaktion auf den Erregerbefall aktiviert werden, führten die Forschenden eine Untersuchung der „genetischen Abschriften“ durch – eine RNA-Sequenzierung.
Auf diese Weise zeigte sich: In Reaktion auf den Krankheitserreger regulierten die Rädertierchen besonders intensiv die Expression von Genen hoch, die sie sich einst über einen horizontalen Gentransfer von Bakterien angeeignet haben. Besonders eine Gruppe von Genen fiel dabei auf: Wie aus den Ergebnissen hervorging, hing die starke Resistenz einiger der Rädertierchen gegenüber dem Erreger mit deren Aktivierung zusammen. “Als wir dann den genetischen Code übersetzten, um zu sehen, was diese gestohlenen Gene bewirken, erlebten wir eine Überraschung”, sagt Seniorautor Chris Wilson von der University of Oxford. “Bei den wichtigsten Genen handelte es sich um Baupläne für Wirkstoffe, von denen wir nicht dachten, dass Tiere sie überhaupt herstellen könnten – sie sahen aus wie Rezepte für Antibiotika“, so der Wissenschaftler.
Potenzial für die Medikamentenentwicklung
Ursache dafür ist, dass die Bdelloida-Rädertierchen die genetischen Programme der Mikroben angepasst haben – wahrscheinlich, um die Wirkstoffe für die Funktion in ihrem tierischen Organismus zu optimieren, sagen die Forschenden. Wie sie erklären, liegt genau darin wiederum Potenzial für die Entwicklung neuer Medikamente im Kampf gegen bakterielle und pilzliche Krankheitserreger. Denn bisher bilden dabei oft mikrobielle Wirkstoffe die Grundlage, die künstlich angepasst werden müssen, um ihre schädlichen Wirkungen in tierischen Lebewesen zu beseitigen.
