Genetik

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Genetik


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Genetische Vielfalt ist die Variabilität und Varianz in den Genen aller Organismen. Diese Vielfalt versteht man als Unterschiede zwischen einzelnen Individuen, Arten und Genen. Sie ist wichtig, weil sie die Grundlage der Vielfalt und funktionaler Diversität aller Lebensformen auf dieser Erde bildet. Prof. Dr. Steffen U. Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.
In einer Ansammlung von Zellen (einem Gewebe oder einem Organismus) weist jede Zelle die gesamte genomische DNA auf, in der die Erbinformation kodiert ist. Bei einer Trennung der genomischen DNA von der restlichen Zelle liegt ein Gemisch aus genomischer DNA aus verschiedenen Zellen eines Organismus (eines Individuums oder Gewebes) vor. Eine Genombibliothek bedient sich dieser gesamten genomischen DNA, schneidet diese in kleine Stücke und setzt die einzelnen Stücke in einen Mikroorganismus – beispielsweise ein Bakterium – ein. Mittels Kultivierung dieses Bakterium kann so ein spezifisches Fragment vermehrt werden. Genombibliotheken werden also dazu genutzt, um Genome in einem anderen Organismus zu speichern oder spezifische Bereiche eines Genoms mittels Bakterienkulturen oder anderen organischen Kulturen zu vermehren. Prof. Dr. Steffen Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.
Biodiversitätsgenomik befasst sich oft mit der Veränderung genetischer Vielfalt. Nicht nur in diesem Kontext sind naturwissenschaftliche Sammlungen wie die Senckenbergs extrem wertvoll. Dadurch ist es bspw. möglich Vergleiche innerhalb einer Art oder einer Population anzustellen, ohne ein Tier oder eine Pflanze aus seinem natürlichen Habitat zu entnehmen. Auch lassen sich durch Sammlungsobjekte Rückschlüsse auf Umweltveränderungen ziehen. Prof. Dr. Steffen U. Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.
Die Ziele Loewe-Zentrum TBG ist genetische Ressourcen aus einer Bandbreite von Organismen besser zu verstehen und für eine anwendungsorientierte Forschung kenntlich und nutzbar zu machen. Erste Ergebnisse gibt es bereits im Bereich der Naturschutzgenomik. Dort ist es gelungen, Flechten-Naturstoffe zu isolieren, auf biologische Aktivität zu testen und in einem Partnerinstitut auf entzündungshemmende oder potenzielle Wirkung gegen Krebszellen zu analysieren. In einem grundlagenorientierten Projekt wird untersucht, wie Genfluss zwischen verschiedenen Arten stattfinden kann. Grundsätzlich wird angenommen, dass jede Art sich in sich alleine vermehrt und wenig Genfluss stattfindet. Durch die Untersuchung ganzer Genome zum Beispiel von Bären oder Walen wurde jedoch festgestellt, dass viel Genfluss zwischen den Arten herrscht. Prof. Dr. Steffen U. Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.
Die genetische Forschung ist im Kontext der nachhaltigen Nutzung von Bioressourcen wichtig. Stoffe, die in der Natur von Pflanzen produziert werden, können durch biotechnologische Prozesse auch in Bakterien hergestellt werden. Das bedeutet theoretisch, dass keine pflanzlichen Inhaltsstoffe mehr verbraucht werden müssen, sondern eine biotechnologische Reproduktion in beispielsweise einem Fermenter möglich ist. Dies führt zu einer Nachhaltigkeit in der Nutzung von Bioressourcen und kann zum Beispiel in der Pharmaindustrie genutzt werden. Diese Methoden gehen auf die Information von Genen und Genomen zurück. Prof. Dr. Steffen U. Pauls ist Leiter der Abteilung Terrestrische Zoologie am Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Evolution von Insekten, die an Bächen und Flüssen leben.
Dr. Ann-Marie Waldvogel (SBIK-F) spricht über die vielen Möglichkeiten, die Bürger*innen haben, um sich in der Forschung zu engagieren. Die Zusammenarbeit von Gesellschaft und Wissenschaft sei wichtig, um gemeinsam relevante Forschungsdaten zu erheben, die später die Grundlage für Handlungsempfehlungen und Maßnahmen in Politik, Wirtschaft und Naturschutz bilden.
Dr. Ann-Marie Waldvogel spricht über die Anpassung der Falterart Birkenspanner (Biston betularia) an veränderte Umweltbedingungen seines Lebensraumes in einem Industriegebiet in Großbritannien, das stark von der Luftverschmutzung betroffen war.
Dr. Ann-Marie Waldvogel spricht über einen neuen Forschungsansatz zur Vorhersage der Überlebenspotentials von Arten durch genomische Analyse. Aus dem Forschungsansatz, der von einem Team internationaler Wissenschaftler*innen entwickelt wurde, sollen sich Maßnahmen und Handlungsmöglichkeiten zum Schutz der weltweiten Biodiversität ableiten lassen.
Wissenschaftlerin Dr. Ann-Marie Waldvogel vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum spricht über den Bedrohungsstatus der Arten, und der Erforschung dieser im Kontext von sich ständig wandelnden Umweltbedingungen.
Dr. Ann-Marie Waldvogel spricht über Anpassungsmöglichkeiten von Arten an den Klimawandel, und das “worst case scenario“ – das Aussterben einer Art.
Das LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik, kurz LOEWE-TBG, bündelt Forscher*innen in Hessen, die die genetische Basis der biologischen Vielfalt untersuchen. Ziel ist es, die Erkenntnisse für gesellschaftliche Anliegen zu nutzen, etwa für den Naturschutz oder Medizin aus Naturstoffen. LOEWE-TBG ist eine gemeinsame Forschungseinrichtung der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, der Goethe-Universität Frankfurt, der Justus-Liebig-Universität Gießen, des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME, des Fraunhofer-Instituts für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP und des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie. Finanziert wird das Zentrum von der Hessischen Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE).
Titel: „Die genomischen Grundlagen des Wandels: Die Möglichkeiten und Potenziale molekularer Biodiversitätsforschung“ Prof. Dr. Bernhard Misof (Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Bonn)