Hotspot (Genetik)

Mit dem englischen Begriff Hotspot (deutsch: „besonders aktive Stelle“) wird in der aDNA-Forschung eine Stelle bezeichnet, an der besonders häufig postmortale Veränderungen im DNA-Strang beobachtet werden.

Nach dem Tod eines Lebewesens beginnt sofort die Autolyse (Zersetzung) molekularer Zellbestandteile, darunter auch des Erbgutes, der DNA. Die Zersetzungsprozesse führen nicht immer zur vollständigen Zerlegung der DNA-Stränge, sondern können auch Strukturveränderungen an einzelnen Basen oder Basenpaaren hervorrufen, die zu Reproduktionsfehlern bei der technischen Vervielfältigung (Polymerase-Kettenreaktion, PCR) und damit indirekt zu Lesefehlern bei der Sequenzierung führen. Diese Strukturveränderungen werden als damage (deutsch: „Beschädigung“) bezeichnet. Sie können gehäuft an, und in der Nähe von Positionen im DNA-Molekül auftreten, an denen auch bevorzugt Rekombinationsfehler (Punktmutationen) im Lebenden Organismus vorkommen (mutational hotspots). Solche, eventuell strukturbedingt labileren, Bereiche werden als Hotspots bezeichnet.

An diesen Hotspots ist eine Unterscheidung zwischen in-vivo-Mutation und postmortaler Veränderung anhand herkömmlicher Aufbereitungs- und Sequenzierungsverfahren nicht vollständig möglich. Die Behandlung der Proben vor der PCR mit Uracil-N-Glycosylase führt zur Zerstörung veränderter Molekülreste.^[1] Daneben werden statistische Methoden genutzt, um aDNA-Sequenzen von postmortalen Artefakten zu „bereinigen“.

Einzelnachweise

1. ↑ M. Hofreiter u. a.: DNA sequences from multiple amplifications reveal artifacts induced by cytosine deamination in ancient DNA. In: Nucleic Acids Research 29, 2001, S. 4793–4799.

Literatur

• M. T. P. Gilbert u. a.: Post-mortem DNA-damage hotspots in Bison (Bison bison) provide evidence for both damage and mutational hotspots in mitochondrial DNA. In: Journal of Archaeological Science 32, 2005, S. 1053–1060.