Selective sweeps

Selective Sweeps, deutsch auch selektive Verdrängungen genannt, beschreiben einen Prozess in der Populationsgenetik, bei dem eine vorteilhafte genetische Mutation in einer Population rasch an Häufigkeit zunimmt und sich schließlich durchsetzt. Durch diese Selektion entsteht ein charakteristisches Muster im Genom: Die genetische Vielfalt in unmittelbarer Nähe der vorteilhaften Mutation nimmt stark ab, da auch benachbarte, ursprünglich neutrale genetische Varianten gemeinsam mit der positiven Mutation selektiert und weitergegeben werden („Hitchhiking“).

In der Folge sind selective sweeps daran erkennbar, dass im Umfeld vorteilhafter Genvarianten die genetische Diversität reduziert ist. Dieser Prozess ist besonders bei domestizierten Pflanzen häufig zu beobachten. Beispielsweise sind Regionen im Genom von Nutzpflanzen, die Merkmale wie Ertrag, Krankheitsresistenz oder Erntefähigkeit verbessern, typischerweise durch selective sweeps geprägt. Solche Regionen bieten Züchtern und Forschern wertvolle Hinweise darauf, welche genetischen Veränderungen für die gewünschten Eigenschaften verantwortlich sein könnten.

Die Identifizierung von selective sweeps erfolgt häufig mithilfe populationsgenetischer Analysen, bei denen genomweite Daten von domestizierten und wilden Individuen einer Art verglichen werden. Aufgrund der starken Verringerung genetischer Vielfalt können selective sweeps Hinweise auf Gene und regulatorische Elemente geben, die während der Domestikation eine wichtige Rolle spielten.

Trotz des Potenzials, wertvolle genetische Marker für die Züchtung zu liefern, bleibt die genaue Zuordnung der kausalen Mutation in Regionen mit selective sweeps herausfordernd, insbesondere wenn sich diese in nicht-kodierenden DNA-Bereichen, wie beispielsweise cis-regulatorischen Elementen, befindet.