Die mysteriösen Gene, die Sie am Leben halten | VERDRAHTET

Als es um die beträchtliche Zahl unbekannter Organismen ging, führte das Team eine weitere Studie durch und verwendete dabei den (auf genetischer Ebene) am besten verstandenen Organismus von allen: Drosophila melanogaster. Diese Fruchtfliegen sind seit mehr als einem Jahrhundert Gegenstand der Forschung, da sie einfach und kostengünstig zu züchten sind, einen kurzen Lebenszyklus haben, viele Junge produzieren und auf vielfältige Weise genetisch verändert werden können.

Das Team nutzte die Genbearbeitung, um die Verwendung von rund 300 Genen mit niedriger Bewertung zu reduzieren, die sowohl beim Menschen als auch bei Fruchtfliegen vorkommen. „Wir fanden heraus, dass ein Viertel dieser unbekannten Gene tödlich waren – wenn sie ausgeschaltet wurden, führten sie zum Tod der Fliegen, und dennoch hatte niemand jemals etwas über sie gewusst“, sagt Freeman. „Weitere 25 Prozent von ihnen verursachten Veränderungen in den Fliegen – Phänotypen –, die wir auf vielfältige Weise erkennen konnten.“ Diese Gene wurden mit Fruchtbarkeit, Entwicklung, Fortbewegung, Proteinqualitätskontrolle und Stressresistenz in Verbindung gebracht. „Dass so viele grundlegende Gene nicht verstanden werden, hat die Augen geöffnet“, sagt Freeman. Es ist möglich, dass die Variation dieser Gene sehr große Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben könnte.

Alle diese „Unnomics“-Informationen werden in einer Datenbank gespeichert, die das Team anderen Forschern zur Verfügung stellt, damit sie neue Biologie entdecken können. Der nächste Schritt könnte darin bestehen, die Daten über diese mysteriösen Gene und die von ihnen erzeugten mysteriösen Proteine ​​an die KI zu übergeben.

AlphaFold von DeepMind kann beispielsweise wichtige Erkenntnisse darüber liefern, was mysteriöse Proteine ​​tun, insbesondere indem es aufdeckt, wie sie mit anderen Proteinen interagieren, sagt Alex Bateman vom European Bioinformatics Institute mit Sitz in der Nähe von Cambridge, Großbritannien. Das gilt auch für Kryo-EM, eine Möglichkeit, Bilder großer, komplexer Moleküle zu erzeugen, sagt er. Und ein Team des University College London hat einen systematischen Weg aufgezeigt, maschinelles Lernen zu nutzen, um herauszufinden, was Proteine ​​in Hefe bewirken.

The Unknome ist insofern ungewöhnlich, als es sich um eine Biologiedatenbank handelt, die kleiner wird, je besser wir sie verstehen. Das Papier zeigt, dass wir im letzten Jahrzehnt „von 40 Prozent auf 20 Prozent des menschlichen Proteoms gestiegen sind und ein gewisses Maß an Unbekanntheit aufweisen“, sagt Bateman. Freeman schätzt jedoch, dass es bei den derzeitigen Fortschritten mehr als ein halbes Jahrhundert dauern könnte, die Funktion aller menschlichen Protein-kodierenden Gene zu entschlüsseln.

Die Entdeckung, dass so viele Gene weiterhin missverstanden werden, spiegelt den sogenannten Straßenlaterneneffekt oder das Suchprinzip des Betrunkenen wider, eine Beobachtungsverzerrung, die auftritt, wenn Menschen nur dort nach etwas suchen, wo sie am einfachsten zu suchen sind. In diesem Fall hat es zu dem geführt, was Freeman und Munro als „Voreingenommenheit in der biologischen Forschung gegenüber dem zuvor Untersuchten“ bezeichnen.

Das Gleiche gilt für Forscher, die eher Mittel für die Forschung in relativ gut verstandenen Bereichen erhalten, anstatt in die Wildnis zu gehen, wie Freeman es nennt. Aus diesem Grund sei die Datenbank so wichtig, erklärt Munro – sie wehrt sich gegen die Ökonomie der Wissenschaft, die Dinge vermeidet, die sehr wenig verstanden werden. „Es besteht Bedarf an einer anderen Art von Unterstützung, um diese Unbekannten anzugehen“, sagt Munro.

Aber selbst wenn die Datenbank verfügbar wird und Forscher sie durchforsten, wird es immer noch einige Wissenslücken geben. Die Studie konzentrierte sich auf Gene, die für Proteine ​​verantwortlich sind. In den letzten zwei Jahrzehnten wurde auch festgestellt, dass unbekannte Bereiche des Genoms den Code für kleine RNAs enthalten – Reste genetischen Materials, die andere Gene beeinflussen können und wichtige Regulatoren der normalen Entwicklung und Körperfunktionen sind. Möglicherweise lauern noch weitere „unbekannte Unbekannte“ im menschlichen Genom.

Im Moment gibt es noch viel zu entdecken, und Freeman hofft, dass diese Arbeit andere dazu ermutigen wird, die genetische Terra Incognita zu studieren: „Es gibt mehr als genug Unknome für jeden, der wirklich neue Biologie erforschen möchte.“