Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Egoistisches Gen hält sich zurück

01.12.2009
Spezielle Gene bestimmen die Beweglichkeit von Spermien. Wie eine bestimmte Genvariante dadurch seine eigene Vererbung fördern kann, haben nun Wissenschaftler herausgefunden

Höhere Tiere und Menschen, deren Erbgut einen doppelten Chromosomensatz aufweist, verteilen ihre Merkmale meist gleichmäßig auf ihre Nachkommen. Jedoch existieren in der Natur einige Ausnahmen dieses Vererbungsmusters: Im Laufe der Evolution entwickelte sich z. B. eine "egoistische" Version von Chromosom 17, der t-Haplotyp, der in vielen wild lebenden Mauspopulationen vorkommt. Spermazellen von Männchen mit der "egoistischen" Form des Chromosoms 17 sind schneller als die mit dem "normalen" Chromosom. Daher setzt es sich bei bis zu 99 Prozent aller Nachkommen durch. Dies wird durch eine Variante (Tcr) des sogenannten Smok1-Gens ermöglicht, das die Beweglichkeit der Spermien reguliert. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik haben nun herausgefunden, dass Tcr nur in den schnelleren Spermazellen wirksam wird. (Genes and Development, 1. Dezember 2009).


Phasenkontrastaufnahme von Maus-Spermien mit Zellkern-(DAPI)-Färbung (rot)
Bild: Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

Männliche Keimzellen entwickeln sich in einem Zellverband, in dem sie Genprodukte, vor allem Proteine und Boten-RNA, untereinander austauschen. Dadurch gleichen sie Unterschiede in ihren Eigenschaften aus, die sich nach der Reduktionsteilung (Meiose) durch die Ausprägung unterschiedlicher Genausführungen ergeben würden, die im halben Erbgutsatz vorhanden sind.

Wie sich dennoch unterschiedlich schnelle Spermien bei Mäusen bilden können, war bislang unklar. Wissenschaftler um Bernhard Herrmann vom Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik haben nun gezeigt, dass der Austausch der Genprodukte verhindert werden kann, indem ein spezielles Gen (Tcr) erst nach der Reduktionsteilung abgelesen, die Boten-RNA in der Ursprungszelle festgehalten und dann mit einer zeitlichen Verzögerung in Proteine übersetzt wird. Dadurch entstehen zwei verschiedene Spermienpopulationen: Zellen, die das Tcr-Gen besitzen, haben einen Schnelligkeits-Vorteil im Wettlauf um die Befruchtung der Eizelle. Diejenigen, die das Gen nicht besitzen, sind deutlich langsamer und deshalb im Nachteil. "Unsere Versuche haben erstmalig gezeigt, wie durch den Einfluss eines einzelnen Gens zwei Spermienpopulationen mit unterschiedlichen physiologischen Eigenschaften entstehen und wie solche Gene ihre eigene Vererbungsrate beeinflussen können", sagt Herrmann.

Die Forscher hatten das Tcr-Gen um eine kurze Sequenz verlängert und dadurch markiert. So konnten sie sowohl die abgelesene Boten-RNA als auch das Protein sichtbar machen und ihr Verhalten beobachten. Auffällig war, dass die RNA über lange Zeit innerhalb oder nahe des Zellkerns bleibt und daher nicht zu den benachbarten Zellen transportiert werden kann. Erst sehr spät im Entwicklungsprozess, nach der Isolierung individueller Spermien aus dem Zellverband, zeigt sich dann das Protein. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das "normale" Gen (Smok1) die gleichen Eigenschaften aufweist wie die "egoistische" Variante des Gens (Tcr). Daher vermuten sie, dass auch andere Gene ihre eigene Vererbungsrate beeinflussen können.

Das Smok1-Gen und seine Variante Tcr spielen eine zentrale Rolle bei der Geschwindigkeitsregulierung und Steuerung von Spermien. Wie diese Prozesse kontrolliert werden, ist bislang jedoch noch nicht vollständig verstanden und wird weiter untersucht.

Originalveröffentlichung:

Nathalie Véron, Hermann Bauer, Andrea Y. Weiße, Gerhild Lüder, Martin Werber, and Bernhard G. Herrmann
Retention of gene products in syncytial spermatids promotes non-Mendelian inheritance as revealed by the t complex responder

Genes and Development, 1.12.2009

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Patricia Marquardt
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Tel.: +49 30 8413-1716
E-Mail: patricia.marquardt@molgen.mpg.de
Prof. Bernhard Herrmann
Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, Berlin
Tel.: +49 30 8413-1409
E-Mail: herrmann@molgen.mpg.de

Barbara Abrell | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte