Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schlechte Gesangsschüler

04.12.2007
Wissenschaftler schalten das Gen FOXP2 bei Zebrafinken stumm und kriegen was zu hören

Dass der Mensch Worte und Sätze bilden kann, verdankt er seinem Gehirn. Komplexe Netzwerke aus Nervenzellen weisen Worten Bedeutung zu und steuern Mund, Zunge und Kehlkopf. Das Gen FOXP2 ist offenbar für die korrekte Ausbildung und Funktion dieser Schaltkreise notwendig, denn Personen mit defektem FOXP2 haben Artikulationsstörungen und es mangelt ihnen auch am grammatikalischen Verständnis. Was der Trankriptionsfaktor FOXP2 jedoch genau reguliert, konnten die Wissenschaftler bislang nicht zeigen.


Männliche Zebrafinken (rechts und Mitte), bei denen das Gen FOXP2 stumm geschaltet wurde, lernten schlechter singen. Bild: Max-Planck-Gesellschaft


Schlechte Gesangsschüler: Der Gesang der Zebrafinken mit stummem FoxP2-Gen (unten) unterscheidet sich von demjenigen ihrer Lehrer (oben). Viele Silben (durch schwarze Unterstriche und Buchstaben angezeigt) ähneln sich nicht. Außerdem lässt der Schüler manche Silben aus. Bild: Scharff et al., PloS

Das Lernverhalten von Singvögeln gilt als Modell für den menschlichen Spracherwerb. Ein Forscherteam, dem auch Max-Planck-Wissenschaftler angehören, hat deshalb FOXP2 bei jugendlichen Zebrafinken stumm geschaltet. Die Vögel lernten daraufhin schlechter singen. Das Experiment ist das erste, das einen kausalen Zusammenhang zwischen einem Gendefekt und dem korrekten Erwerb von Lautäußerungen nachweist. (PLoS Biology Online, 4. Dezember 2007)

Die menschliche Sprache ist ein Gemeinschaftsprodukt. Bestimmte Gehirnschaltkreise weisen Worten Bedeutungen zu. Andere verknüpfen sie zu sinnvollen Sätzen. Dritte wiederum sorgen dafür, dass die Zunge und der Mund diesen Sätzen Klang verleihen. Das alles lernt der Mensch in seiner Kindheit, indem er anderen zuhört und sie imitiert. Es gibt Hinweise, dass das Gen FOXP2 diese Prozesse beeinflusst. Die Frage ist allerdings, wie.

... mehr zu:
»FOXP2 »Gen »Vögel »Zebrafinken

FOXP2 wurde erstmals 2001 bei den Mitgliedern einer Familie mit einer auffälligen Sprachstörung entdeckt. Diese hatten Schwierigkeiten bei der Artikulation. Ursache ist eine Mutation im FOXP2-Gen, das für einen Transkriptionsfaktor kodiert. Transkriptionsfaktoren steuern die Ableserate anderer Gene und beeinflussen somit, welche Proteine die Zelle produziert.

"FOXP2 ist auch im jugendlichen Vogelgehirn aktiv", sagt Constance Scharff, die diese Forschung als Arbeitsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik begann und inzwischen Professorin an der Freien Universität Berlin ist. Es kommt dort vor allem im Areal X vor, einem Bereich, der bei Jungvögeln für das Lernen von Gesang notwendig ist. Der entsprechende Bereich liegt bei Menschen in den sogenannten Basalganglien. Die Vögel eignen sich als Modell für den Spracherwerb beim Menschen und könnten möglicherweise helfen, die Rolle von FOXP2 genauer zu entschlüsseln. Denn Zebrafinken lernen Gesänge, die der menschlichen Sprache ähneln: Sie bestehen aus unterschiedlichen Silben, die strukturierte Reihenfolgen ergeben. Auch der Lernvorgang ist bei Vögeln und Menschen ähnlich. Beide eignen sich ihre Lautfolgen an, indem sie ältere Artgenossen imitieren.

In ihren Experimenten schalteten die Forscher daher das FOXP2-Gen mittels RNA-Interferenz in Teilen des Areal X im Vogelhirn stumm. Dazu führten sie dort komplementäre kurze RNA-Stückchen in die Zellen ein. Diese fangen die Boten-RNA, eine Abschrift des Gens, auf ihrem Weg zu den Proteinfabriken ab, und verhindern so die Produktion des Proteins. "Wir haben jeden Zebrafinken dann zusammen mit einem erwachsenen Zebrafinken-‚Tutor’ in einem schallisolierten Käfig gehalten", erklärt Scharffs Mitarbeiter Sebastian Haesler. Nach etwa 70 Tagen gaben Vögel mit intaktem FOXP2 die Gesänge der älteren Artgenossen exakt wieder. "Zebrafinken, bei denen das Gen stumm geschaltet worden war, imitierten die Silben ihrer Lehrer weniger präzise", sagt Haesler. Zudem ließen sie Silben aus.

Genau solche Symptome zeigen auch die vom FOXP2-Defekt betroffenen Personen. "Wir wissen zwar immer noch nicht, was FOXP2 genau macht", sagt Scharff. So könnte der Gendefekt zum Beispiel motorische Funktionen wie die Kehlkopfbewegung oder das Abspeichern der zu lernenden Gesänge beeinträchtigen. "Wir vermuten jedoch, dass er die zellulären Mechanismen des Lernens beeinflusst." Dies muss jetzt näher untersucht werden. Mit dem gelungenen erstmaligen Einsatz der RNA-Interferenz bei Vögeln haben Scharff und ihre Kollegen auf jeden Fall die Tür für die funktionelle Genanalyse bei Vögeln geöffnet.

Originalveröffentlichung:

Haesler, S.; Rochefort, C.; Georgi, B.; Licznerski, P.; Osten, P.; Scharff, C.
Incomplete and Inaccurate Vocal Imitation after Knockdown of FoxP2 in Songbird Basal Ganglia Nucleus Area X

PLoS Biology, Online, 4. Dezember 2007

Dr. Bernd Wirsing | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: FOXP2 Gen Vögel Zebrafinken

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Verteidigung um fast jeden Preis
14.12.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

nachricht Mitochondrien von Krebszellen im Visier
14.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

Materialinnovationen 2018 – Werkstoff- und Materialforschungskonferenz des BMBF

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Was für IT-Manager jetzt wichtig ist

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

30 Baufritz-Läufer beim 25. Erkheimer Nikolaus-Straßenlauf

14.12.2017 | Unternehmensmeldung

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten