Ein internationales Forschungsteam hat den ersten Entwurf einer genetischen Interaktionskarte (GI-Karte) vorgelegt. Die Karte zeigt, wie Gene in komplexen Netzwerken zusammenarbeiten und sich gegenseitig absichern können. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Cell erschienen.

Unter maßgeblicher Beteiligung von Jun-Prof. Maximilian Billmann vom Institut für Humangenetik des Universitätsklinikums Bonn und der Universität Bonn sowie Forschenden des Donnelly Centre der University of Toronto, der University of Minnesota und des Hospital for Sick Children analysierte das Team rund vier Millionen Genpaare. Dabei identifizierten sie etwa 90.000 genetische Interaktionen. Der aktuelle Entwurf deckt damit etwa 2,5 Prozent aller möglichen Genpaare im menschlichen Genom ab.

Viele Gene im menschlichen Genom können einzeln ohne offensichtliche Folgen für die Zelle ausgeschaltet werden. Die neue Karte zeigt jedoch, dass diese Gene häufig Teil redundanter Netzwerke sind. Erst wenn zwei Gene gleichzeitig gestört werden, treten deutliche Effekte auf. Solche genetischen Interaktionen sind von großer Bedeutung für das Verständnis von Krankheitsmechanismen und die Entwicklung neuer Therapien.

Die Forschenden entwickelten eine hochskalierbare Plattform auf Basis der Genschere CRISPR-Cas9, mit der Genpaare in kultivierten menschlichen Zellen systematisch untersucht werden können. Ein neu entwickelter Algorithmus ermöglichte die zuverlässige Identifikation der Interaktionen.

Die Wissenschaftler betonen, dass der aktuelle Entwurf erst den Anfang darstelle. Künftig sollen weitere Genpaare untersucht werden, um ein vollständiges Bild des menschlichen Genoms zu erhalten. Künstliche Intelligenz soll dabei helfen, die vielversprechendsten Interaktionen gezielt vorherzusagen.

Die Arbeit ist ein wichtiger Schritt hin zu einem besseren Verständnis der genetischen Architektur menschlicher Zellen und könnte langfristig zur Entwicklung neuer Therapien beitragen.

Original Paper:

Global genetic interaction network of a human cell maps conserved principles and informs functional interpretation of gene co-essentiality profiles: Cell

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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