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Freitag, 22.09.2017
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Was die Gene von Mann und Frau unterscheidet

6.500 Gene sind bei beiden Geschlechtern unterschiedlich aktiv

Klare Unterschiede: Mindestens 6.500 Gene sind bei Männern und Frauen unterschiedlich aktiv – und dies nicht nur in den Geschlechtsorganen, sondern auch in ganz normalen Geweben wie dem Körperfett, den Muskeln oder der Haut. Sogar in Herz und Hirn entdeckten Forscher teilweise überraschende Unterschiede. Interessant auch: Männerspezifische Gene sind offenbar anfälliger für Mutationen, wie die Analysen ergaben.
Selbst wenn Männer und Frauen nahezu die gleichen Gene haben, unterscheidet sich ihre Genaktivtät erheblich.

Selbst wenn Männer und Frauen nahezu die gleichen Gene haben, unterscheidet sich ihre Genaktivtät erheblich.

Männer und Frauen unterscheiden sich in mehr als nur den offensichtlichen äußeren Merkmalen. Zwar ist "das" männliche oder weibliche Gehirn ein Mythos, dennoch existieren psychische und gesundheitliche Unterschiede. Studien zeigen beispielsweise, dass die Geschlechter verschieden auf Stress reagieren, dass Männer zwar meist die bessere Orientierung haben, dafür aber vergesslicher sind und unter schlimmeren Infekten leiden.

6.500 Gene "ticken" anders


Wie sich Frauen und Männer auf der genetischen Ebene unterscheiden, haben nun Moran Gershoni und Shmuel Pietrokovski vom Weizmann Institute of Science umfassend untersucht. Für ihre Studie analysierten sie die Genaktivität von rund 20.000 proteinkodierenden Genen in 53 verschiedenen Körpergeweben von 544 Männern und Frauen.

Das Ergebnis: Immerhin 6.5000 Gene sind bei beiden Geschlechtern unterschiedlich aktiv – einige werden bei Frauen stärker abgelesen, andere bei Männern. "Das zugrundeliegende Erbgut ist in uns allen nahezu identisch", sagt Gershoni. "Aber es wird in verschiedenen Körperteilen und Individuen unterschiedlich genutzt." Wo und wie zeigt nun die Karte der geschlechtsspezifischen Genlandschaft.


Die Differenzen in der Genaktivität ziehen sich durch fast alle Körpergewebe.

Die Differenzen in der Genaktivität ziehen sich durch fast alle Körpergewebe.

Nicht nur in den Fortpflanzungsorganen


"Insgesamt konzentriert sich die geschlechtsspezifische Genexpression vor allem in den Fortpflanzungsorganen - wie angesichts der physiologischen Unterschiede von Mann und Frau zu erwarten", sagen die Forscher. "Aber zusätzlich gibt es auch Unterschiede bei unzähligen Genen, die keinen direkten Bezug zur Reproduktion haben."

So sind beispielsweise einige Gene in der Haut von Männern viel aktiver als bei Frauen. Wie die Forscher feststellten, sind dies die Gene, die das Wachstum der Körperbehaarung steuern – und damit auch den Bartwuchs von Männern. Auch Gene für das Muskelwachstum sind bei Männern aktiver, bei Frauen werden dafür an der Fettspeicherung beteiligte Gene stärker abgelesen.

"Insgesamt unterscheidet sich die Genexpression allein in Fettgewebe, Muskeln, Haut und Herz in mehr als hundert Genen", berichten die Forscher. "Das deutet auf substanzielle Unterschiede in der Physiologie und den biologischen Signalwegen dieser Gewebe bei Frauen und Männern hin."

Selbst im Herzgewebe gibt es geschlechtsspezifische Unterschiede der Genexpression.

Selbst im Herzgewebe gibt es geschlechtsspezifische Unterschiede der Genexpression.

Unterschiede auch in Herz und Hirn


Unerwartet waren Aktivitätsunterschiede, die die Forscher im Gewebe des linken Herzvorhofs entdeckten: Dort sind einige Gene, die unter anderem die Kalziumaufnahme steuern, bei Frauen in jüngeren Jahren sehr viel aktiver als bei Männern. Dies könnte der Grund sein, warum Frauen zumindest vor den Wechseljahren seltener an Herzerkrankungen leiden. Im Alter allerdings nimmt auch bei ihnen diese Genaktivität rasant ab.

Auch im Gehirn stießen die Forscher auf Unterschiede: Eines der dortigen Gene wurde bei Frauen erheblich stärker abgelesen als bei Männern. Zwar ist seine genaue Funktion noch unbekannt, es könnte aber dafür verantwortlich sein, dass Frauen seltener an Parkinson erkranken als Männer, so die Vermutung der Wissenschaftler.

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Männergene sind anfälliger für Mutationen


Die Wissenschaftler untersuchten auch, wie sich die Mutationsanfälligkeit im Erbgut von Männern und Frauen unterschiedet. Dabei zeigte sich: Je geschlechtsspezifischer die Aktivität eines Gens war, desto anfälliger war es für Veränderungen. Und bei Männern funktionierte die Selektion gegen Mutationen sogar noch schlechter als bei Frauen, wie die Forscher berichten.

Eine mögliche Erklärung dafür: " Frauen können nur eine begrenzte Zahl von Nachkommen bekommen, daher hängt das Überleben der Art stärker davon ab, dass die Frauen überlebensfähig sind", erklärt Pietrokovski. "Daher kann die natürliche Selektion es sich leisten, bei den für Männern schädlichen Genmutationen laxer zu sein."

Zumindest auf der Ebene der Gene wirkt die Evolution demnach durchaus geschlechtsspezifisch. "Männer und Frauen unterliegen unterschiedlichen Selektionsdrücken", sagt Pietrokovski. "In gewissem Maße kann die menschliche Evolution daher als eine Art Koevolution der Geschlechter angesehen werden." (BMC Biology, 2017; doi: 10.1186/s12915-017-0352-z)
(Weizmann Institute of Science, 08.05.2017 - NPO)
 
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