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Freitag, 09.12.2016
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Fische bringen überzählige Gene zum Schweigen

Mechanismus verhindert Schäden durch dreifachen Chromosomensatz

Fische besitzen einen Mechanismus, der sie vor den krankmachenden Folgen von überzähligen Chromosomen schützt. Während Säugetiere in einem solchen Fall sterben oder schwere Schäden davon tragen, blockieren die Fische einfach die doppelten Gene und gleichen den Erbfehler damit aus.
Der Fisch Squalius alburnoides und seine Chromosomen (rot)

Der Fisch Squalius alburnoides und seine Chromosomen (rot)

Beim Menschen sind normalerweise alle Chromosomen doppelt vorhanden. Schon kleine Abweichungen von dieser Regel können sich gravierend auf die Gesundheit und die Lebensfähigkeit auswirken. Gibt es zum Beispiel das Chromosom Nummer 21 drei- statt zweimal, führt das zum Down- Syndrom. Zusätzliche Kopien anderer Chromosomen oder sogar nur von Chromosomenstücken
sind überhaupt nicht mit dem Leben vereinbar; die Embryonen sterben dann schon im Mutterleib.

Was für den Menschen gilt, trifft auf Säugetiere generell zu: Liegen in den Zellen zu viele Chromosomen vor, kommt der Organismus damit nicht zurecht. Anders sieht das bei Fischen, Fröschen oder Reptilien aus. Dort sind bei vielen Arten sogar sämtliche Chromosomen in drei- statt nur zweifacher Ausfertigung vorhanden - und die Tiere haben damit überhaupt kein Problem, sondern sind voll lebens- und fortpflanzungsfähig.

Fisch mit dreifachem Chromosomensatz


Warum das so ist, haben Wissenschaftler von den Universitäten Würzburg und Lissabon am Beispiel des Fischs Squalius alburnoides herausgefunden. "Der Fisch hat einen dreifachen Satz von Chromosomen", erklärt Professor Manfred Schartl vom Würzburger Biozentrum. „Er gehört zur Familie der Karpfen und wird maximal zehn Zentimeter groß. Er kommt in Spanien und Portugal in Flüssen vor.“


Von jedem Chromosom also drei statt zwei Exemplare: Das bedeutet, dass auch jedes Gen einmal zuviel vorhanden ist. Folglich wäre zu erwarten, dass alle Moleküle, die nach dem Bauplan der Gene produziert werden, in einer zu hohen Konzentration vorliegen. Das aber ist nicht der Fall, wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Magazins Current Biology schreiben.

Gen-Kopie wird stillgelegt


„Unsere Daten zeigen erstmals, dass es in den Fischen einen Mechanismus geben muss, über den jeweils eine der drei Kopien eines Gens stillgelegt wird", so Schartl. Diese Möglichkeit der Fehlerkorrektur scheine bei Säugern und dem Menschen im Lauf der Evolution verlorengegangen zu sein - ansonsten könnte sich ein zusätzlich vorhandenes Chromosom nicht so gravierend auswirken wie beispielsweise beim Down-Syndrom.

Als nächstes wollen die Forscher den molekularen Mechanismus aufklären, mit dem die Fische ihre überzähligen Gene zum Schweigen bringen. "Denn möglicherweise können wir daraus etwas lernen, was sich später für die Behandlung von Krankheiten nutzen lässt", sagt der Würzburger Wissenschaftler. Er wird auf diesem Gebiet auch weiterhin mit Professorin Maria M. Coelho und
Doktorandin Irene Pala von der Universität Lissabon kooperieren.
(Universität Würzburg, 08.09.2008 - NPO)
 
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