Fische müssen überzählige Chromosomen stilllegen können

8. September 2008, 10:59
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Die Aufklärung des molekularen Mechanismus könnte auch für die Humanmedizin von großer Bedeutung sein

Würzburg - Beim Menschen führt eine kleine Veränderung der Chromosomensätze zu schweren gesundheitlichen Problemen. Kommt zum Beispiel das Chromosom Nummer 21 drei- statt zweimal vor, führt das zum Down-Syndrom. Bei Fischen, Fröschen oder Reptilien hingegen liegen zum Teil sämtliche Chromosomen statt in zwei- sogar in dreifacher oder auch fünffacher Ausfertigung vor. Offensichtlich gelingt es ihnen, die überzähligen Chromosomen so still zu legen, dass sich keinerlei körperliche Beeinträchtungen daraus ergeben.

 "Zusätzliche Kopien anderer Chromosomen oder sogar nur von Chromosomenstücken sind beim Menschen und bei anderen Säugetieren überhaupt nicht mit dem Leben vereinbar, denn die Embryonen sterben bereits im Mutterleib", so Studienautor Manfred Schartl vom Biozentrum der Universität Würzburg. Die Untersuchung wurde in "Current Biology" veröffentlicht.

Mechanismus zur Stilllegung

Das Team um Schartl und das Forscherteam um Irena Pala und Maria Coelho von der Universität Lissabon hat den zehn Zentimeter großen Fisch Squalius alburnoides, der in Spanien und Portugal vorkommt, untersucht. "Dadurch, dass der Fisch von jedem Chromosom drei statt nur zwei Exemplare hat, ist auch jedes Gen einmal zu viel vorhanden", erläutert Schartl. Folglich wäre zu erwarten, dass alle Moleküle, die nach dem Bauplan der Gene produziert werden, in einer zu hohen Konzentration vorliegen. "Doch genau das ist nicht der Fall", so der Wissenschaftler. "Unsere Daten zeigen erstmals, dass es in den Fischen einen Mechanismus geben muss, über den jeweils eine der drei Kopien eines Gens stillgelegt wird."

Offensichtlich sei diese Möglichkeit der Fehlerkorrektur bei Säugetieren und beim Menschen im Lauf der Evolution verloren gegangen zu sein. "Ansonsten könnte sich ein zusätzlich vorhandenes Chromosom nicht so gravierend auswirken wie beispielsweise beim Down-Syndrom", meint Schartl.

Mechanismus erforschen

"Es interessiert uns nun natürlich mit welchen molekularen Mechanismen die Fische ihre überzähligen Gene zum Schweigen bringen können", erklärt der Forscher. Die Erkenntnisse der Wissenschaftler kann auch für die Humanmedizin von großer Bedeutung sein. "Wenn wir wissen, wie man einen Chromosomensatz stilllegen kann, kann man in solche Fehlsteuerungen eingreifen." Das könne nicht nur dazu führen, Effekte abzumildern, sondern auch andere genetische Defekte besser zu verstehen. "Auch bei Tumorerkrankungen kann dieses Wissen dann zum Einsatz kommen", zeigt sich der Würzburger Forscher überzeugt. (pte/red)

  • Der Fisch Squalius alburnoides und seine Chromosomen, hier rot angefärbt.
    foto: manfred schartl

    Der Fisch Squalius alburnoides und seine Chromosomen, hier rot angefärbt.

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