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Montag, 05.12.2016
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Warum wir mehr unseren Vätern ähneln

Ungleichgewicht bei der Genexpression verschafft väterlichen Genen die Überhand

Wie der Vater, so das Kind: Säugetiere sind genetisch gesehen mehr wie ihre Väter, dies ergab eine neue Studie. Auch wenn wir die gleiche Menge an Genmutationen von unseren Eltern erben, „nutzen“ wir doch mehr DNA unserer Väter. Hierfür verantwortlich sind sogenannte genomisch geprägte Gene, dies berichten Forscher im Fachmagazin „Nature Genetics“.
Eine neue Studie ergab: Wir "nutzen" mehr DNA unserer Väter als unserer Mütter.

Eine neue Studie ergab: Wir "nutzen" mehr DNA unserer Väter als unserer Mütter.

Genomic imprinting, auf deutsch genomische Prägung, bezeichnet das Phänomen, dass wir zwar von jedem unserer Elternteile jeweils eine Kopie jedes Gens erhalten. Aber nur eines dieser beiden elterlichen Allele ist dabei aktiv, das andere bleibt inaktiv. Die Gene, bei denen dies vorkommt, nennt man geprägte Gene. Weil die beiden Allele unterschiedliche Informationen enthalten, hat dies unterschiedliche Auswirkungen auf den Phänotyp, je nachdem ob die aktive Kopie vom Vater oder der Mutter kommt.

Das aber kann auch Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben. Denn erben wir eine schädliche Genmutation von einem der Elternteile, dann spielt es eine wichtige Rolle, ob sie zum Tragen kommt oder ohnehin inaktiv bleibt. Auch bei häufigen, aber komplexen Krankheiten wie Typ-2- Diabetes, Herzkrankheiten oder Krebs sind solche Genmutationen vermutlich mit im Spiel.

Mäuse als Modell


Pardo-Manuel de Villena und seine Kollegen der University of North Carolina (UNC) in Chapel Hill haben untersucht, bei welchen und wie vielen Genen eine Kopie regelmäßig die Überhand behält. Für ihre Studie analysierten die Forscher Nachkommen von verschiedenen miteinander gekreuzten Mäusestämmen. Sobald die Tiere ausgewachsen waren, untersuchten die Wissenschaftler die Ausprägung unterschiedlicher Gene in vier verschiedenen Gewebearten. Dann bestimmten sie für jedes einzelne Gen, wie hoch der Anteil der mütterlichen und der väterlichen Expression war.


Nachkommen ähnelten mehr den Vätern


Die Forscher entdeckten zwei bedeutende Funde: „Wir fanden heraus, dass eine enorme Mehrheit der Gene – über 80 Prozent- Varianten enthielten, die die Genexpression veränderten“, sagt Koautor James Crowley. Das bedeutet, dass viel mehr Gene dem Imprinting unterliegen, als bisher angenommen. Bisher wusste man, dass 95 Gene genetisch geprägt sind, nun haben die Forscher tausende neuer Gene gefunden, die diese Eigenschaft aufweisen.

Außerdem stellten die Wissenschaftler fest, dass es ein genomweites Ungleichgewicht zugunsten des Vaters gab. Bei mehreren hundert Genen setzt sich immer die vom Vater geerbte Variante durch und bleibt aktiv. „Wir wissen nun, dass bei Säugetieren die Genvariationen der Väter häufiger zum Ausdruck kommen", erklärt de Villena. "Also stellen Sie sich vor, eine bestimmte Mutation ist schädlich. Würden wir diese von unserer Mutter erben, würde das Gen nicht so sehr zum Ausdruck kommen, als wenn wir es von unserem Vater erben würden.“

Neue Aussichten für Forschung


„Dies sind außergewöhnliche neue Studienergebnisse, die die Tür zu einer komplett neuen Welt der menschlichen Genetikforschung öffnet“, sagt de Villena. Gerade weil die Erforschung von menschlichen Krankheiten in der Regel die genomische Prägung bei Experimenten mit Mäusen nicht berücksichtigt.

Für jedes Gen, das Wissenschaftler interessiert, kann von der Forschergruppe der UNC eine Maus „kreiert“ werden, die für dieses Gen eine niedrige, mittlere oder hohe Genexpression aufweist. Folgend können sie untersuchen, ob die Genexpression mit einer bestimmten Krankheit in Verbindung steht. So kann die neue Vorgehensweise Forschern bessere Einsichten in die zugrundeliegenden Ursachen von Krankheiten geben und so bei der Entwicklung von Therapien und weiteren Eingriffen helfen. (Nature Genetics, 2015; doi: 10.1038/ng.3222)
(University of North Carolina Health Care, 03.03.2015 - MAH)
 
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