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Bioinformatik

14 Feb

Ich erwähne es nur selten, aber eigentlich bin ich Bioinformatiker und arbeite im Bereich Metagenomik. Aus Erfahrung weiss ich, dass das Thema Bioinformatik für viele Menschen noch ziemlich unbekannt ist. Und deshalb möchte ich an dieser Stelle drei Videos aus einem 3Sat-Themenabend für Euch verlinken. Darin geht es um die Bioinformatik allgemein und um zwei Anwendungsfälle, die beide auch mit meiner eigenen Forschungsarbeit zu tun haben:

1.) Eine Diskussionsrunde zum Thema Bioinformatik aus der 3Sat-Mediathek. Was bedeutet Bioinformatik? Was sind die Ziele dieser Wissenschaft.

2.) „Neues aus dem Reich der Mitte“ – Neue Erkenntnisse über die Bedeutung des Organs Darm für unseren Organismus und die Rolle der zahlreichen Bakterienstämme, die uns bevölkern. Wusstet Ihr eigentlich, dass diese Bakterien ca. 2 Kilo unseres Körpergewichts ausmachen?

3.) „Sprit vom Acker“ – Jeder hat inzwischen schon mal von Biotreibstoffen gehört, die aus Pflanzen gewonnen werden. Die Benzinsorte E10 hat leider negative Schlagzeilen gemacht. Aber im großen und ganzen steckt in dieser Alternative zu fossilen Brennstoffen viel Potential. Es ist möglich Gräser, Blätter und Holz in Biotreibstoff umzuwandeln, aber die existierenden Verfahren müssen noch verbessert werden. Dies ist ein Beispiel dafür, warum sich Menschen nach wie vor für die Fähigkeiten von Mikroben interessieren. Denn Bakterien zeigen uns auf, wie die chemischen Umwandlungen effizient vonstatten gehen können. Das möchte man sich von ihnen abgucken und dabei hilft die Metagenomik. Anstatt bloß einen Organismus zu untersuchen, schaut man sich „mikrobielle Gemeinschaften“ an. Im Gegensatz zu früher, als man einen einzelnen Organismus mühevoll im Labor züchten musste, um erst mal genügend große Mengen seiner DNA zu gewinnen und diese zu sequenzieren, spart man sich nun diesen Schritt. Man sucht direkt in der Natur nach einem Ort, von dem man annimmt, dass die dort lebenden Mikroorganismen interessante Fähigkeiten besitzen (z.B. weil dort offensichtlich Stoffe abgebaut werden) und entnimmt von dort eine DNA-Probe. Die Probe enthält in diesem Fall natürlich die gemischte DNA vieler verschiedener Bakterien und die Qualität der einzelnen DNA ist eher schlecht. Aber mit Hilfe der Bioinformatik lässt sich dieses Problem gut in den Griff bekommen. Interessant ist dieses Vorgehen auch, weil man nach aktuellen Schätzungen nur ca. 1% aller Bakterien im Labor anzüchten kann. Viele andere Spezies sind unter Laborbedigungen nicht lebensfähig und können deshalb nur auf diese Weise genetisch analysiert werden. Natürlich erschwert das wahllose Vorgehen die Analysen, denn man muss die verschiedenen DNA-Teile wieder auseinander puzzeln. Dies ist eine der vielen Herausforderungen in der Metagenomik. Eine zweite sehen wir im Falle des Biosprits: Welche Gene (von vielen Millionen von Genen) kodieren für noch unbekannte Proteine, die man für einen effizienten Prozess der Treibstoffherstellung verwenden kann?

 

Bioinformatik ist alles andere als neu! Aber es ist noch immer eine sehr junge Wissenschaft. Und sehr vielseitig.

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