Abnormale Chromosomenzahl ganz normaler Teil der Entwicklung

25. August 2008, 12:32
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Tumorforschung: Aneuploidie wird nur geringfügig häufiger durch programmierten Zelltod eliminiert als normal ausgestattete Zellen - zumindest bei einem Fisch

Bremen - Eine abnormale Chromosomenzahl führt nicht - wie bisher angenommen - zu einem frühzeitigen Absterben von Zellen, physiologischen Defekten, Verhaltensstörungen oder zur Bildung von Tumoren. Zu diesem Ergebnis kamen Wissenschaftler der Jacobs University Bremen.

Jede fünfte Zelle mit erheblichen Abweichungen...

Dazu untersuchten das Team um den Neurobiologie-Professor Günther Zupanc den Messerfisch Apteronotus leptorhynchu, in dessen Gehirn etwa jede fünfte neu gebildete Zelle zum Teil erhebliche Abweichungen in der Chromosomenzahl aufweist. Wie die Forschungsarbeiten zeigten, entwickelt sich von diesen Zellen eine große Anzahl zu Neuronen, die bis zum natürlichen Lebensende des Fisches erhalten bleiben.

Bislang galt als gängige Lehrmeinung, dass jede Zelle eines Organismus die identische Erbinformation enthält, die auf einer arttypischen Anzahl von Chromosomen gespeichert ist. Als Ausnahmen galten Spermien und Eizellen, die je nur einen halben Chromosomensatz enthalten. Menschen beispielweise besitzen insgesamt 46 Chromosomen, 22 Paar autosomale Chromosomen und zwei Geschlechts-Chromosomen.

...dennoch dauerhaftes Überleben

Eine Abweichung von der arttypischen Anzahl, sogenannte "Aneuploidie", führt nach bisherigem Kenntnisstand entweder zum frühzeitigen Absterben der Zellen durch den "programmierten Zelltod" oder ruft schwere Beeinträchtigungen hervor. Dazu zählen etwa das Down-Syndrom beim Menschen oder bösartige Tumoren, deren Zellen ebenfalls fast immer durch eine merkliche Variation der normalen Chromosomenzahl gekennzeichnet sind.

Zupanc konnte zusammen mit seinem Team nun nachweisen, dass die Nervenzellen im Gehirn des Messerfisches, die durch Fehler bei der Zellteilung eine erhebliche Chromosomenvariabilität aufweisen, nur geringfügig häufiger durch programmierten Zelltod eliminiert werden als Zellen mit normaler Chromosomenausstattung. Die Mehrzahl der Zellen mit abweichender Chromosomenzahl, die dem Zelltod während oder kurz nach der Zellteilung entgehen, überleben dauerhaft.

Im Experiment konnte dies gezeigt werden, indem das Schicksal der Zellen über einen Zeitraum von bis zu 860 Tagen verfolgt wurde. Dies entspricht etwa der Hälfte der Gesamtlebenserwartung der untersuchten Fischart, die wie andere Knochenfische kontinuierlich neue Neuronen auch im ausgewachsenen Gehirn produzieren kann. Von den neuen Zellen mit abweichender Chromosomenzahl entwickeln sich etwa genauso viele zu Neuronen wie von den Zellen mit normaler Chromosomenzahl.

Ganz normaler Teil der Entwicklung

"Dieses Ergebnis war eine große Überraschung für uns", sagt Zupanc. Das anscheinend völlig normale Funktionieren von aneuploiden Nervenzellen während der gesamten Lebensspanne des Fisches stütze die Vermutung, dass es sich bei der beobachteten Chromosomenzahlvariabilität um einen Regelmechanismus für Genaktivität handelt, der für einige, vielleicht sogar alle Organismen ein ganz normaler Teil ihrer Entwicklung sei, so der Neurobiologe weiter.

Tumorforschung

In weiteren Arbeiten wollen die Wissenschaftler nun der Frage nachgehen, ob sich die Forschungsergebnisse auch auf den Menschen übertragen lassen. Denn dies könnte für die Tumorforschung ein wichtiger Schritt sein. Bisher gingen Forscher nämlich davon aus, dass Aneuploidie die Ursache für Krebs ist. (pte)

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