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# Biologie # Genomik

Der Nacktmull: Die Anomalie der Natur

Entdecke die einzigartigen Eigenschaften des Nacktmulls und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit.

Dustin J Sokolowski, Mihai Miclăuș, Alexander Nater, Mariela Faykoo-Martinez, Kendra Hoekzema, Philip Zuzarte, Simon Monis, Sana Akhtar Alvi, Jason Erdmann, Archana Lal Erdmann, Rathnakumar Kumaragurubaran, Jonathan Bayerl, DongAhn Yoo, Nadia Karimpour, Kyra Ungerleider, Huayun Hou, Fergal J. Martin, Thibaut Hourlier, Zoe Clarke, Heidi E L Lischer, Dragos V Leordean, Yiyue Jiang, Trevor J. Pugh, Ewan St. J. Smith, Leanne Haggerty, Diana J. Laird, Jingtao Lilue, Melissa M. Holmes, Evan E. Eichler, Rémy Bruggmann, Jared T Simpson, Gabriel Balmus, Michael D. Wilson

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Nacktmull: Ein Wunder der Nacktmull: Ein Wunder der Natur der Gesundheitsforschung verändern. Ihre Geheimnisse könnten die Zukunft
Inhaltsverzeichnis

Lern den Nacktmull kennen, oder NMR, ein kleines Tierchen, das wie eine Mischung aus einer Kartoffel und einer haarlosen Katze aussieht. Urspünglich aus Afrika, sind diese unterirdischen Bewohner nicht nur seltsam anzusehen, sondern haben auch coole Eigenschaften, die Wissenschaftler zum Grübeln bringen (oder vielleicht zum Haarkratzen, falls sie noch welches haben). Sie leben länger als die meisten Säugetiere, können Krebs widerstehen und gedeihen in sauerstoffarmen Umgebungen. Was ist das Geheimnis, das sie so besonders macht? Genau das wollen wir hier herausfinden.

Der neugierige Lebensstil der Nacktmulle

Nacktmulle leben in Kolonien, irgendwie wie eine pelzige Version von einer grossen Familienfeier. Sie haben eine Königin (ja, eine Königin!), die den Grossteil der Fortpflanzung übernimmt, während die anderen sich um das Graben von Tunneln und das Finden von Snacks kümmern. Diese soziale Struktur ist unter Säugetieren ziemlich selten und ähnelt eher dem, was man bei Insekten wie Ameisen oder Bienen findet. Also, falls du dich jemals gefragt hast, wie es wäre, wenn Ameisen pelzig wären, hier ist die Antwort!

Lebensdauer: Alter wie ein guter Wein

Nacktmulle haben echt krasse Langlebigkeits-Referenzen und leben bis zu 30 Jahre. Um das ins Verhältnis zu setzen: Wenn ein Mensch so lange leben würde wie ein Nacktmull, würde er in seinen 100ern umherstolzieren und immer noch gut aussehen. Wissenschaftler sind heiss darauf herauszufinden, wie diese kleinen Kerlchen es schaffen, dem Altern zu entkommen. Es sind nicht nur glückliche Gene; hier steckt eine Menge Wissenschaft dahinter.

Krebs? Nein danke!

Wenn es um Krebs geht, sind diese Nagetiere basically die Superhelden der Tierwelt. Sie zeigen eine bemerkenswerte Fähigkeit, Krebs zu widerstehen, was Wissenschaftler wondering lässt, welche magischen Substanzen in ihren Genen verborgen sind. Während der Rest von uns sich über Vorsorgeuntersuchungen und Screenings stressen muss, lachen NMRs dem Krebs ins Gesicht. Stell dir das mal bei deinem nächsten Arzttermin vor!

Atmen in sauerstoffarmen Umgebungen

Ein weiteres herausragendes Merkmal ist ihre Fähigkeit, in sauerstoffarmen Umgebungen zu überleben. Stell dir vor, du möchtest tief durchatmen, während dir jemand den Mund zugeklebt hat – jetzt stell dir vor, du machst das die ganze Zeit. Nacktmulle kommen in solchen Bedingungen super klar, als wären sie Fische im Wasser, nur eben in einem Tunnel.

Die Wissenschaft hinter ihren Merkwürdigkeiten

Forscher haben sich intensiv mit dem genetischen Aufbau von Nacktmullen beschäftigt. Sie konnten ihre DNA analysieren und herausfinden, was diese kleinen Kreaturen so besonders macht. Die Entdeckung ihres Genoms war ein grosser Schritt, um ihre einzigartigen Eigenschaften zu verstehen, so als würde man ein Puzzle zusammensetzen, das Teile aus ein paar verschiedenen Schachteln hat.

Das Nacktmull-Genom: Ein Blick in die Zukunft

2011 veröffentlichten Wissenschaftler die erste genomische Sequenz des Nacktmulls. Das war ein grosser Moment in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und legte den Grundstein für viele zukünftige Studien. Denk daran wie das Öffnen einer geheimen Schatzkiste voller Hinweise, die möglicherweise erklären könnten, warum manche Menschen schneller altern oder anfälliger für Krankheiten sind. Weitere Aktualisierungen des Genoms haben noch mehr über ihre einzigartigen Merkmale und Fähigkeiten enthüllt.

Update nach Update

Das Genom wurde 2014 und erneut 2020 aktualisiert, wobei jedes Mal die Details über diese einzigartige Art verbessert wurden. Wie ein Update für dein Lieblingsvideospiel, das coolere Grafiken und neue Levels mit sich bringt, sind diese Genom-Updates entscheidend für Forscher, die die Geheimnisse der NMR verstehen möchten.

Warum Nacktmulle studieren?

Auf den ersten Blick könnte das Studium von Nacktmullen nischig erscheinen. Wer würde sich für ein Nagetier interessieren, das aussieht, als hätte es die Schönheitswahl verpasst? Aber ihre Eigenschaften sind nicht nur Merkwürdigkeiten; sie haben bedeutende Implikationen für die Medizin und Biologie. Forscher untersuchen alles, von Altern bis zur Krebsresistenz, in der Hoffnung, Antworten zu finden, die zu Durchbrüchen für die menschliche Gesundheit führen könnten.

Das Kolonieleben: Ein soziales Experiment

In Kolonien lebend, zeigen Nacktmulle faszinierendes soziales Verhalten. Die Königin paart sich mit einem oder zwei Männchen und bringt alle Nachkommen zur Welt, während der Rest der Kolonie hilft, die Babys grosszuziehen. Das bedeutet, dass der Job der Mama eine Teamleistung ist, ähnlich einem grossen Familientreffen mit einem gemeinsamen Potluck. Jeder spielt eine andere Rolle, um ihr Überleben in der harten unterirdischen Umgebung zu sichern.

Das Geheimnis ihrer Langlebigkeit

Was hilft Nacktmullen, so lange zu leben? Forschungsergebnisse legen nahe, dass ihre Zellen anders arbeiten als unsere, besonders im Umgang mit Schäden und Stress. Anstatt mit der Zeit auseinanderzufallen, haben sie zelluläre Mechanismen, die es ihnen ermöglichen, bis ins hohe Alter gut zu funktionieren. Es ist ein bisschen so, als hättest du eine richtig gute Garantie für ein älteres Auto – egal, wie viele Kilometer du damit fährst, es läuft einfach weiter reibungslos.

Wie gehen sie mit Schmerzen um?

Diese Kerlchen haben auch eine erstaunliche Schmerzresistenz gezeigt. NMRs können Verletzungen überstehen, ohne das gleiche Mass an Stress zu empfinden, das andere Tiere fühlen könnten. Es ist, als hätten sie Superkräfte – stell dir vor, du läufst herum und trittst versehentlich auf ein Lego, ohne zu zucken. Dieser Prozess könnte damit zusammenhängen, wie ihre Körper mit Stress und Schäden umgehen.

Der Nacktmull als biomedizinisches Modell

Wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften nutzen Wissenschaftler Nacktmulle als Modell, um menschliche Gesundheitsprobleme zu studieren. Von Krebs bis Altern können diese kleinen Nagetiere Hinweise geben, die letztendlich Menschen helfen könnten. Sie sind wie kleine pelzige Versuchstiere, die helfen könnten, den nächsten grossen medizinischen Durchbruch zu erreichen.

Genomzusammenstellung: Die Bausteine des Lebens

Um besser zu verstehen, was NMRs so faszinierend macht, haben Forscher daran gearbeitet, ihr Genom zusammenzustellen. Das bedeutet, ihren genetischen Code Stück für Stück zusammenzufügen, fast so, als würde man ein LEGO-Set zusammenbauen. Die erste Zusammenstellung wurde 2011 veröffentlicht und wurde seitdem mehrfach verbessert. Jedes Update fügt mehr Klarheit und Detail hinzu und beleuchtet, was diese Kreaturen ausmacht.

Die Rolle von langen Lesefolgen in der Zusammenstellung

Die neueste Genomzusammenstellung hat fortschrittliche Sequenzierungstechnologie genutzt, die lange Lesefolgen bietet. Das hilft Wissenschaftlern, komplexe Bereiche ihrer DNA zusammenzufügen, die mit kürzeren Lesefolgen schwer zu erfassen sind. Es ist, als würdest du ein grosses Tisch mit einem langen Lineal messen anstatt mit einem kleinen Massband – es macht einfach alles einfacher.

Ein Blick auf ihre Chromosomen

Wissenschaftler haben die Chromosomen von Nacktmullen genau untersucht, um ihre Struktur und Funktion zu bestimmen. Sie konnten diese Chromosomen visualisieren, was ihnen ermöglicht, zu sehen, wo verschiedene Gene lokalisiert sind. Diese Informationen sind wichtig, um zu verstehen, wie Gene Eigenschaften beeinflussen.

Genannotierung: Die Funktion identifizieren

Nach der Zusammenstellung des Genoms müssen Forscher herausfinden, was jedes Gen macht – dieser Prozess wird Genannotierung genannt. Durch den Vergleich der Gene des Nacktmulls mit denen anderer Arten können Wissenschaftler lernen, welche spezifischen Gene für bestimmte Eigenschaften verantwortlich sind.

Epigenomik: Das Bedienfeld der Gene

Eine weitere Ebene der Komplexität kommt von der Epigenomik – dem Studium, wie Gene reguliert und ein- oder ausgeschaltet werden. Nacktmulle haben einzigartige epigenomische Merkmale, die eine Rolle in ihren ungewöhnlichen Eigenschaften spielen. Das ist wie ein Dimmer-Schalter für ein Licht anstelle eines normalen Ein/Aus-Schalters – diese Nagetiere können anpassen, wie ihre Gene in Reaktion auf ihre Umwelt ausgedrückt werden.

Wiederholte Elemente: Der genetische Hintergrundrausch

Innerhalb ihres Genoms haben Forscher verschiedene sich wiederholende Elemente gefunden, die eine Rolle bei der Genregulation und Evolution spielen. Diese Elemente können beeinflussen, wie Gene funktionieren und auf Umweltfaktoren reagieren, fast so, als könnte ein Lied je nach Hintergrundmusik anders klingen.

RNA: Das Botenmolekül

Wissenschaftler haben sich auch die RNA der Nacktmulle angeschaut, die für das Verständnis, wie Gene ausgedrückt werden, entscheidend ist. Durch das Studium der RNA können Forscher sehen, welche Gene in verschiedenen Geweben und Lebensphasen aktiv sind, was uns hilft, die Verbindungen zwischen Genen und den Eigenschaften, die sie hervorrufen, zu erkennen.

Forschung zu Nacktmullen: Die Zukunft

Mit fortschreitender Technologie wird die Forschung rund um Nacktmulle immer tiefer. Mit jeder neuen Entdeckung kommen Wissenschaftler näher dran, nicht nur die NMRs selbst zu verstehen, sondern auch die potenziellen Anwendungen für die menschliche Gesundheit.

Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit

Forschungen zu Nacktmullen haben Auswirkungen, die weit über das Verständnis eines seltsam aussehenden Nagetiers hinausgehen. Ihre Erkenntnisse könnten zu Fortschritten in der Alternsforschung, Krebstherapien und der Studie zur Schmerztoleranz führen. Vielleicht finden wir sogar einige Geheimnisse, die Menschen helfen, länger und gesünder zu leben.

Fazit: Mehr als nur ein seltsames Nagetier

Zusammenfassend sind Nacktmulle viel mehr als nur komisch aussehende Nagetiere. Sie halten den Schlüssel zum Verständnis einzigartiger physiologischer Eigenschaften, die die Medizin und Biologie revolutionieren könnten. Mit ihrer beeindruckenden Lebensdauer, Krebsresistenz und ihrem sozialen Verhalten zeigen diese kleinen Kreaturen auf, was es bedeutet, gesund und widerstandsfähig zu sein.

Also, das nächste Mal, wenn du einen Nacktmull siehst (oder von einem in den Nachrichten hörst), denk dran: Hinter diesem unbeholfenen Äusseren steckt ein Wesen mit Geheimnissen, die unser Verständnis von Gesundheit und Langlebigkeit verändern könnten. Und wer weiss, vielleicht werden wir eines Tages alle ein bisschen gesünder werden, dank ihrer aussergewöhnlichen Fähigkeiten!

Originalquelle

Titel: An updated reference genome sequence and annotation reveals gene losses and gains underlying naked mole-rat biology

Zusammenfassung: The naked mole-rat (NMR; Heterocephalus glaber) is a eusocial subterranean rodent with a highly unusual set of physiological traits that has attracted great interest amongst the scientific community. However, the genetic basis of most of these traits has not been elucidated. To facilitate our understanding of the molecular mechanisms underlying NMR physiology and behaviour, we generated a long-read chromosomal-level genome assembly of the NMR. This genome was subsequently annotated and incorporated into multiple whole genome alignments in the Ensembl database. Our long-read assembly identified thousands of repeats and genes that were previously unassembled in the NMR and improved the results of routinely used short-read sequencing-based experiments such as RNA-seq, snRNA-seq, and ATAC-seq. We identified several spermatozoa related gene losses that may underlie the unique degenerative sperm phenotype in NMRs (IRGC, FSCB, AKAP3, MROH2B, CATSPER1, DCDC2C, ATP1A4, TEKT5, and ZAN), and an additional gene loss related to the established NK-cell absence in NMRs (PILRB). We resolved several tandem duplications in genes related to pathways underlying unique NMR adaptations including hypoxia tolerance, oxidative stress, and nervous system protection (TINF2, TCP1, KYAT1). Lastly, we describe our ongoing efforts to generate a reference telomere-to-telomere assembly in the NMR which includes the resolution of complex gene families. This new reference genome should accelerate the discovery of the genetic underpinnings of NMR physiology and adaptation.

Autoren: Dustin J Sokolowski, Mihai Miclăuș, Alexander Nater, Mariela Faykoo-Martinez, Kendra Hoekzema, Philip Zuzarte, Simon Monis, Sana Akhtar Alvi, Jason Erdmann, Archana Lal Erdmann, Rathnakumar Kumaragurubaran, Jonathan Bayerl, DongAhn Yoo, Nadia Karimpour, Kyra Ungerleider, Huayun Hou, Fergal J. Martin, Thibaut Hourlier, Zoe Clarke, Heidi E L Lischer, Dragos V Leordean, Yiyue Jiang, Trevor J. Pugh, Ewan St. J. Smith, Leanne Haggerty, Diana J. Laird, Jingtao Lilue, Melissa M. Holmes, Evan E. Eichler, Rémy Bruggmann, Jared T Simpson, Gabriel Balmus, Michael D. Wilson

Letzte Aktualisierung: 2024-11-28 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.625329

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.625329.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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