Viele Nachrichten aus der Genetik heute: Genpatente, epigenetische Regulation von Monogamie, die erste Sequenzierung eines Nadelbaums und (made in Konstanz) genauere Messung von DNA-Reparatursignalen. Außerdem noch Neues von Stadt-bewohnenden Amseln (made near Konstanz), Computermodellierung von Krankheitsausbrüchen, Unsichtbarkeit, Trinkwasser auf dem Mars und Lernerfolg (oder auch nicht) von Hunden von Hunden. Und auch wieder mit ein bisschen Gelaber (erfreulichem und unerfreulichem) und mit ausführlichen Shownotes.

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Sendungsnotizen

Danksagungen

• Stefan stellt unseren Podcast bei “Wir Hören Stimmen” vor und Christian in der Hörsuppe :-)
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• Kommentare :)

Errata

• Graphene ist doch nicht so ganz planar; etwa 1nm Unebenheit (Nature)
• Infrarotlaser existieren doch

Wissenschaftsnachrichten

Tagesrythmus von Amseln passt sich dem Stadtleben an

• In der Stadt wohnen wohl nur frühe Vögel
• Amseln: Bis vor ~50 Jahren nur in Wäldern (scheu & zurückgezogen), seitdem Einwanderung in die Städte, mit deutlicher Verhaltensänderung
• Bisher gezeigt: auch das Timing der Tiere verändert sich (circannual & circadian) -> reaction norm oder Änderung in der inneren Uhr?
  • Amseln mit Radio-Transmittern entlang eines Urbanisierungs-Gradienten in München
  • 3 Wochen tracking via ARU -> Aktivitäts- vs. Ruhezeiten
  • anschließend die gleichen Tiere fangen und tau messen
• Ergebnis: Stadtamseln stehen früher auf (29min) und sind länger wach (6min), und tau ist im Schnitt 50min kürzer
• Hinzu kommt, dass die innere Uhr der Stadtamseln schwächer sind -> externe Einflüsse haben einen stärkeren Einfluss als in Waldamseln
• Kompensation?
• Welcher Chronotyp bin ich? Wer testen möchte, ob er eher Lärche oder Eule ist, kann an dieser Umfrage der LMU München teilnehmen.
• f.lux passt Bildschirmfarbe dem Tagesrhytmus an

US Supreme Court verbietet Genpatente

• leider nicht vollumfassend: cDNA bleibt patentierbar, da nicht in der Natur vorkommend (laut CNN von Obama vorgeschlagen)
• This American Life zu Patenttrollen
• “Laws of nature, natural phenomena, and abstract ideas are not patentable.” => Strategie gegen Patente: Nachweisen dass diese Dinge auf das Patent zutreffen

Epigenetische Regulation von Partnerpräferenz

• erster Nachweis: Paarung induziert permanente chemische Modifikation an Chromosomen -> Änderung von Genexpression
• betrifft Gene, die das Sexual- und Monogamie-Verhalten beeinflussen
• Microtus ochrogaster (Präriewühlmaus):
  • stabile monogame Verbindung, gleichwertige Beteiligung an Nestbau (was nicht heißt, dass es keine EPMs stattfinden)
  • Modellorganismus für Monogamie (andere, nah verwandte Arten zeigen dieses Verhalten nicht)
• Oxytocin (“Sozialhormon”) & Vasopressin (anti-diuretisches Hormon)
  • Neurotransmitter
  • höhere Level der entsprechenden Rezeptoren im Hirn in verpaarten M. ochrogaster als in unverpaarten Individuen
  • Wenn man M. montanus (sonst polygam) Oxytocin verabreicht, werden sie ebenfalls monogam
• Verhalten verändert Neurobiologie -> epigenetische Faktoren?
• Das Experiment:
  • Wühlmäuse 6h zuammensetzen, ohne dass es zur Paarung kommt
  • anschließend die Histon-Deacetylase (verhindert Ablesung der DNA) im Nucleus accumbens (spielt eine Rolle bei Strafe & Belohnung) inhibieren
  • es folgt eine Erhöhung der Rezeptorenlevel für Oxytocin & Vasopressin im N. accumbens, wie bei verpaarten Tieren
  • die gleiche Behandlung ohne den sozialen Kontakt hatte keinen Einfluss
• Sogar Nestform wird genetisch festgelegt

Neue Methode zur Quantifizierung von Poly(ADP-Ribose) von der AG Bürkle in Kooperation mit dem Dedon-lab am MIT

• Poly(ADP-Ribose) = Signal für DNA-Schäden; wird von Poly(ADP-Ribose)-Polymerasen erzeugt
  • fördert Produktion von Reparaturenzymen & lotst sie zur Schadenstelle
  • PARP-Inhibitoren könnten in Chemotherapien die Selbstreparatur von Krebszellen stören
• Extraktion der PAR mittels Kaliumhydroxid, Verdau durch Phosphodiesterase und alkalische Phosphatase
  • Poly(ADP-Ribose) => Ribosyladenosin (R-Ado) und Diribosyladenosin (R2-Ado)
  • interner Standard: mit stabilen Isotopen (13-C & 15-N) hergestellte PAR
• Nachweis, dass Flüssigchromatographie-gekoppelte Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) anwendbar ist für:
  • Konzentrationsmessung selbst sehr geringer PAR-Mengen
  • zeitliche Auflösung der PAR-Produktion nach DNA-Schädigung => 100-facher Anstieg in wenigen Sekunden
  • Unterschiede zwischen verschiedenen Geweben und Individuen
• Anwendung in Erforschung der PARP-Inhibitoren und für Individualisierung von Krebstherapien

Netzwerktheorie zur Identifizierung von Krankheitsausbrüchen

• Netzwerk = Knotenpunkte (Nodes) & Verbindungen
• lassen sich Ausbrüche unbekannter Infektionskrankheiten durch ein Modell bekannter Infektionskrankheiten identifizieren?
• proof-of-principle für Enzephalitis in Südostasien: 10 Krankheiten, 125 Ausbrüche
• Faktoren: Ort des Ausbruchs, Saisonalität, Symptomatik, Letalität, …
  • Gewichtung der Symptome: Welches Symptom kann zwei Krankheiten am besten voneinander trennen -> Maximierung der Unterschiede
• Vorhersage-Erfolg lag bei 76-100% (100% = Nipah-Virus)
• -> Ein Modell ist nur so gut wie die zugrunde liegenden Daten!
• evtl. als Komplementär-Methode zu klassischen Labortests zur Identifikation unbekannter Infektionskrankheiten

Genom der Norwegischen Fichte (Picea abies) entschlüsselt

• größtes bisher (20mrd bp) & 1. Nadelbaum
• aber: etwa gleich viele Gene (28k) wie Arabidopsis thaliana und Mensch
  • keine Hinweise auf kürzliche Genomduplikation => Paleopolyploidy
    • Genomdupli- o. multiplikation bei fast allen Pflanzen während ihrer Evolution
    • Duplikationen hat viele Auswirkgungen auf Zellgröße, -stoffwechsel, Genexpression etc.
    • Genom ist sowieso sehr plastisch
  • stattdessen: langsame & stetige Ansammlung von “long-terminal repeat transposable elements” (Transposons)
    • geringere Aktivität von Transposon-unterdrückenden Mechanismen in Fichten (Epigenetik!)

Kiste der Unsichtbarkeit

• eine neue Art zu Verschwinden: Glasprismen leiten Licht um das Innere der “Kiste”
• simpler als andere Herangehensweisen (Metamaterialien, negative Refraktionsindices, etc.)
  • Da würde auch der Tarnumhang selbst unsichtbar werden
  • In Bereichen sichtbaren Lichts sind solche Materialien schwer zu finden (im Mikrowellenbereich gibt es schon was)

Mars: Hinweise auf Tonmineralien gefunden

• entstehen aus Gestein das durch pH-neutrales Wasser abgebaut wird
• günstigere Lebensbedingungen als bisher gefundene pH-Extreme
• “most important findings of our entire mission” schaffte es nicht in normale Nachrichten
• süßes XKCD-Comic zum Roboterzwilling Spirit

Evolution von sozialer Intelligenz bei Hunden eher auf Menschen gerichtet, als auf Artgenossen

• Mensch zeigt wohin, Hund schaut dahin, Wolf nicht
• mehr Sozialverhalten im Wolfsrudel, z.B. beim Füttern
  • alle Wölfe kriegen was ab, trotz aggressiverem Gehabe
  • Hunde kämpfen mit Alpha nicht um Futter
• Experiment: Hunden und Wölfen wird gezeigt, wie sie eine Box mit Futter öffnen können
  • Hunde lernen gut vom Menschen, Wölfe nicht
  • Wölfe lernen es gut von anderen Wölfen, Hunde nichtwirund opferte wohld gezeigt,
• Wölfe lernen besser voneinander, Hunde besser vom Menschen

Laberecke

• Wirkungsweise von Sarin: inhibiert Acetylcholin-Abbau durch ACh-Esterase nach Signalübertragung
  • ACh-Stau im synaptischen Spalt
  • krampfartige Muskellähmung
  • Gegengift: Atropin (blockiert ACh-Rezeptoren)
• Dicke Hörempfehlung für den Organoide, Nachweis, dass auch im Erwachsenengehirn sich Nervenzellen neu bilden.
• Tip für Google Docs: Zeitreihen einfach berechnen mittels Subtraktion von Zellen, die mit Datum und Zeit gefüttert werden
• Warum werden in Publikationen, die Autorennamen nicht mit “Dr.”, “Prof.”, etc. markiert?
  • Konvention: Erstautor, Mitautoren, Arbeitsgruppenleiter
  • uns der gesellschaftlichen Verantwortung bewusst werden: auch techn. Assistenten auflisten => Maschinenlesbarkeit der Arbeitsanteile

Kuriosum

• hab mich mal wieder hieran erinnert: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2699.2009.02152.x/full

Hausaufgabe

• Menschen evoluierten in Afrika, aber wo evoluierten Primaten?

Andere relevante Episoden / Related episodes

• KNS029 Knusper, Knusper, CRISPR! Wer editiert meine DNA?

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