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 Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks
17.02.2017 | Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin, Münster

nachricht Der Entropie auf der Spur
17.02.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

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: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Im Focus: Weltweit genaueste und stabilste transportable optische Uhr

Optische Strontiumuhr der PTB in einem PKW-Anhänger – für geodätische Untersuchungen, weltweite Uhrenvergleiche und schließlich auch eine neue SI-Sekunde

Optische Uhren sind noch genauer als die Cäsium-Atomuhren, die gegenwärtig die Zeit „machen“. Außerdem benötigen sie nur ein Hundertstel der Messdauer, um eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

Ökologischer Landbau: Experten diskutieren Beitrag zum Grundwasserschutz

17.02.2017 | Veranstaltungen

Von DigiCash bis Bitcoin

16.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks

17.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

LODENFREY setzt auf das Workforce Mangement von GFOS

17.02.2017 | Unternehmensmeldung

50 Jahre JULABO : Erfahrung – Können & Weiterentwicklung!

17.02.2017 | Unternehmensmeldung