Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Variable Chromosomenzahl als Normalzustand: Neue Befunde aus Nervenzellen im Gehirn von Fischen

04.04.2007
Günther Zupanc, Professor der Neurobiologie an der Jacobs University Bremen, konnte in Zusammenarbeit mit Forschern des Scripps Research Institute (in La Jolla, Kalifornien, und der Universität Leipzig erstmals nachweisen, dass selbst beträchtliche Abweichungen von der für eine Tierart typischen Chromosomenzahl in Zellen nicht zwangsläufig zu physiologischen Defekten oder Verhaltensstörungen führen.

Untersuchungen neu gebildeter Neuronen in den Gehirnen ausgewachsener, gesunder Messerfische zeigten, dass bei rund 80% der Zellen eine Abweichung von der üblichen Anzahl von 22 Chromosomen vorliegt, die bis zu 70% betragen kann. Die Studie ist in der aktuellen Online-Ausgabe von Developmental Neurobiology (2007: doi: 10.1002/dneu.20365, http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114202979/ABSTRACT) veröffentlicht.

Bislang galt als gängige Lehrmeinung, dass jede Zelle eines Organismus die identische Erbinformation enthält, die auf einer arttypischen Anzahl von Chromosomen gespeichert ist. Ausnahmen bilden in diesem Zusammenhang allein Spermien und Eizellen, die je nur einen halben Chromosomensatz enthalten. Menschen beispielweise besitzen insgesamt 46 Chromosomen, 22 Paar autosomale Chromosomen und zwei Geschlechtschromosomen. Abweichungen in der arttypischen Anzahl, so der bisherige Forschungsstand, rufen im Allgemeinen schwere Beeinträchtigungen hervor. Das Down-Syndrom etwa, Ursache physischer und psychischer Behinderungen bei Menschen, entsteht durch ein überzähliges Chromosom 21, das drei- statt zweimal vorhanden ist. Die Symptome treten auch dann auf, wenn nur ein Teil der Zellen diese Anomalie aufweist, wenn die Zellen also hinsichtlich ihrer Erbinformation ein genetisches Mosaik darstellen. Dass eine abweichende Anzahl an Chromosomen mit gravierenden Defekten im Organismus einhergeht, wird auch durch jüngste Studien bestätigt, die zeigen, dass viele, wahrscheinlich sogar alle Tumoren eine merkliche Variationen der Chromosomenzahl in ihren Zellen aufweisen.

Günther Zupanc konnte, zusammen mit seinem Team an der Jacobs University sowie den Arbeitsgruppen seiner Forscherkollegen Jerold Chun in La Jolla und Andreas Lösche in Leipzig, nun nachweisen, dass die Neuronen in den Gehirnen des Messerfisches Apteronotus leptorhynchus ein genetisches Mosaik hinsichtlich ihrer Chromosomenzahl bilden. Wie auch andere Knochenfische zeichnet sich diese Art durch ihr enormes Potenzial aus, kontinuierlich neue Neuronen im ausgewachsenen Gehirn zu produzieren. Mikroskopische Untersuchungen von Präparaten dieser neu gebildeten Nervenzellen, die ausschließlich von gesunden Fischen stammten, ergaben, dass nur rund ein fünftel die für diese Art typische Anzahl von 22 Chromosomen aufweist. Die Mehrzahl der Neuronen verfügt über weniger, manche Zellen jedoch auch über mehr Chromosomen. Mit bis zu 16 fehlenden bzw. 12 zusätzlichen Chromosomen weicht die Summe in vielen Fällen drastisch von der gewöhnlichen Anzahl von 22 ab.

Durch die Analyse von Zellen im Teilungsstadium konnten die Wissenschaftler außerdem zeigen, dass Unregelmäßigkeiten bei der mitotischen Zellteilung für die Chromosomenvariabilität verantwortlich sind: Anstelle der üblichen symmetrischen Teilung, die Tochterzellen mit gleichen Chromosomenzahlen hervorbringt, erfolgt eine asymmetrische Teilung, bei der Tochterzellen mit unterschiedlicher Chromosomenzahl entstehen.

Günther Zupanc über die Bedeutung des Untersuchungsergebnisses: "Wir vermuten, dass es sich bei der von uns beobachteten Variabilität der Chromosomenzahl um einen Regelmechanismus für Genaktivität handelt, der für einige, vielleicht sogar alle Organismen ein ganz normaler Teil ihrer Entwicklung ist." Zellen, die mehr als zwei Kopien eines bestimmten Chromosoms enthalten, produzieren vermutlich eine größere Menge eines Proteins, das durch ein auf dem Chromosom befindlichen Gen kodiert ist, Zellen mit weniger als dem gängigen Chromosomenpaar dagegen weniger. "Auf diese Weise wird durch einen einfachen Mechanismus eine erhebliche Variabilität in der Wirksamkeit ein und derselben genetischen Information erreicht", so Zupanc weiter. Neben einem besseren Verständnis der Vielfalt normaler Entwicklungsmechanismen von Lebewesen sind die Resultate der Untersuchung nach Ansicht des Bremer Neurobiologen aber auch von medizinischer Relevanz. "Langfristig werden wir auch in der Lage sein, die Rolle abweichender Chromosomenzahlen bei der Entstehung von Krankheiten, etwa bei der Bildung von Tumoren, besser zu verstehen", schlussfolgert der Wissenschaftler der Jacobs University.

Dr. Kristin Beck | idw
Weitere Informationen:
http://www.iu-bremen.de/
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114202979/ABSTRACT

Weitere Berichte zu: Chromosom Chromosomenzahl Nervenzelle Neuron Organismus

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen
20.09.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

nachricht Molekulare Kraftmesser
20.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik