Die meisten Lebewesen, die uns geläufig sind, bestehen aus vielen Zellen mit je einem Zellkern: Pflanzen, Tiere und Pilze. Es gibt aber auch Organismen, die aus nur einer einzigen Zelle bestehen. Solche Rieseneinzeller können mehr als 10 Zentimeter im Durchmesser erreichen.

Dr. Gernot Glöckner von der Universität zu Köln und dem Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Berlin ist es nun zusammen mit einem internationalen Forscherteam gelungen, das Genom des Rieseneinzellers Reticulomyxa filosa zu entziffern und zu analysieren. Die Forschungsergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht (Glöckner et al. „The Genome of the foraminiferan Reticulomyxa filosa).

Reticulomyxa filosa gehört zu den artenreichen, einzelligen Foraminiferen. Die meisten Foraminiferen besitzen Schalen und haben deshalb globale Bedeutung als CO2 Speicher in Form von Karbonaten. Ihre vielgestaltigen, teilweise mehrkammerigen, Schalen werden als Leitfossilien der Kreidezeit genutzt. Generell sind Foraminiferen schwer zu kultivieren, ihre Genome galten deshalb bis jetzt als nicht entschlüsselbar.

Das Genom des Rieseneinzellers zeichnet sich durch viele identische Wiederholungssequenzen aus, die ¾ des Genoms einnehmen. R. filosa besitzt somit ein Genom, das wahrscheinlich ungewöhnlich flexibel seine Genabfolge ändern und Genfamilien expandieren kann. Die Zellkörper solch großer Einzeller erfordern einen schnellen Materialtransport von einem Ort zum anderen. „Die unerreichte Vielfalt an Genen für spezielle Transporter, die wir in diesem Genom entdeckt haben, ist eine Folge der Genomplastizität und wahrscheinlich verantwortlich dafür, die beobachteten Transportleistungen in der Zelle möglich zu machen“, so Gernot Glöckner.

Das Team fand in dem Einzeller zudem ein Gen in, das bisher nur in Tieren und nahe verwandten Organismen nachgewiesen wurde. Da sich Tiere und Foraminiferen seit weit mehr als eine Milliarde Jahre unabhängig voneinander entwickeln, ist dieses Gen wahrscheinlich durch einen frühen Gentransfer zwischen diesen evolutionären Linien ausgetauscht worden.

Die jetzt vorliegende Analyse erleichtert die weitere Forschung an diesen faszinierenden Organismen. Sie ermöglicht unter anderem das Berechnen von verbesserten Stammbäumen, um die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen allen Lebewesen, deren Zellen einen Zellkern besitzen, aufzuklären.


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Quelle: Universität zu Köln (01/2014)