Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Evolutionsbiologie: Weniger ist manchmal mehr

16.06.2010
Neue Forschungsergebnisse der Medizinischen Fakultät Leipzig erweitern die Sichtweise auf evolutionäre Prozesse. Demnach ist Evolution nicht mehr nur als eine Verbesserung des Genpools durch ein Mehr an Funktionen zu verstehen. Auch der Verlust von ursprünglich nützlichen Genen stellt sich als wichtiger Schritt auch in der Evolution zum Menschen dar. Dafür haben Leipziger Forscher nun einen seltenen Beleg gefunden.

Herkömmlich verbindet man die Evolution von Spezies mit dem Zugewinn oder der Veränderung von Protein- und Genfunktionen. Der Sequenzvergleich der Genome des Menschen mit denen des Neandertalers, vieler Primaten und andere Säugetieren hatte diese Annahme in den vergangenen Jahren verfestigt.

Es gibt jedoch auch einige Hinweise, dass bei der evolutionären Auswahl Gene und ihre Funktion komplett verloren gehen können. In solchen Fällen ist die Funktion des Gens nicht mehr notwendig oder wird durch andere Faktoren kompensiert. Beispiel Sonnenschutz: Mit der Auswanderung des Menschen von Afrika in nördliche Breitengrade hat sich die starke Hautpigmentierung verändert.

Wissenschaftler aus der Gruppe um Torsten Schöneberg und Claudia Stäubert, beide angesiedelt am Institut für Biochemie an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig und Wolfgang Enard (MPI für Evolutionäre Anthropologie) beschäftigen sich seit mehreren Jahren mit Genen, die inaktiviert, wissenschaftlich gesprochen pseudogenisiert wurden. Dabei stießen sie auf eine ganze Gruppe von Genen, die zwar für Zelloberflächenrezeptoren kodieren, im Menschen aber so gut wie nicht mehr funktionsfähig sind. Eingehende Analysen erbrachten Hinweise, dass die Stilllegung dieser Rezeptoren nicht nur stattgefunden haben kann, weil sie überflüssig wurden, sondern dass sie aktiv abgeschaltet wurden, weil Individuen in der frühen Menschenaffenentwicklung ohne diese Rezeptoren wahrscheinlich einen evolutionären Vorteil hatten.

Funktionsweise von Rezeptoren

Rezeptoren sind Proteine, die chemische Signale und Veränderungen im Umfeld einer Zelle wahrnehmen können. Beispiel Riechrezeptoren: Die Zersetzungsprodukte bei der Verwesung von Fisch aktivieren Rezeptoren im Riechorgan, die wiederum die Warnfunktion „nicht genießbar“ auslösen und ans Gehirn senden. Rezeptoren sind in allen Säugetieren überall im Organismus verteilt vorhanden, vor allem im zentralen Nervensystem. Die von den Leipziger Forschern unter die Lupe genommenen Rezeptoren können Abbauprodukte von Botenstoffen im Nervensystem, sogenannte Neurotransmitter, sowie Amphetamine oder psychedelischen Substanzen wie LSD erkennen. Deshalb stehen diese Rezeptoren, sogenannte Trace amine-associated receptors, seit geraumer Zeit auch im Focus der Pharmakologie, erklärt Torsten Schöneberg. „Diese Neurotransmitterabbauprodukte aktivieren die Rezeptoren, jedoch sind von diesen im menschlichen Organismus nur noch ganz wenige vorhanden.

Weiterführende Aspekte

Bislang dienten als Belege für den vorteilhaften evolutionären Verlust von Genen nur sehr wenige Beispiele, die auch nur einen Teil der menschlichen Bevölkerung betrafen: Die sogenannte Sichelzellanämie und HIV. Die Sichelzellanämie, die hauptsächlich bei afrikanischstämmigen Menschen vorkommt, ist eine Erkrankung, die zu Organschäden führt. Gleichzeitig wirkt sie jedoch positiv als Schutz vor Malaria. Ähnlich beim HI-Virus: Um in Zellen einzudringen, macht sich das Virus einen bestimmten Rezeptor zunutze. In zehn Prozent der europäischen Bevölkerung ist dieser Rezeptor funktionslos, also pseudogenisiert. Diese Bevölkerungsgruppe ist somit gut vor einer Erkrankung durch die meisten HIV-Stämme geschützt - im Epidemiefall ein evolutionärer Vorteil.

Im Fall der von den Leipziger Forschern untersuchten Rezeptoren steht noch nicht fest, warum ihre Funktion im Laufe der Evolution zum Mensch verloren ging. Auffällig ist jedoch, dass sein Abschalten zeitgleich auf verschiedenen Kontinenten stattfand, was für einen globalen Auslöser wie Umweltfaktoren oder einen Erreger sprechen könnte. Ihre Arbeiten und die Frage, welchen evolutionären Vorteil die Menschheit davon hatte, werden die Forscher innerhalb des LIFE-Projekts (Leipziger Forschungszentrum für Zivilisationserkrankungen) weiter fortsetzen.

Die Leipziger Untersuchungen wurden aktuell in der Fachzeitschrift PLoSOne publiziert.

Kontaktadresse
Prof. Dr. Torsten Schöneberg
Molekulare Biochemie und Endokrinologie, Institut für Biochemie
Medizinische Fakultät, Universität Leipzig
Johannisallee 30, 04103 Leipzig
E-mail: schoberg@medizin.uni-leipzig.de
Phone: +49-341-9722-151
Fax: +49-341-9722-159

Dr. Manuela Rutsatz | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-leipzig.de
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0011133

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Basis für neue medikamentöse Therapie bei Demenz
27.07.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Biochemiker entschlüsseln Zusammenspiel von Enzym-Domänen während der Katalyse
27.07.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

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: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Basis für neue medikamentöse Therapie bei Demenz

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Aus Potenzial Erfolge machen: 30 Rittaler schließen Nachqualifizierung erfolgreich ab

27.07.2017 | Unternehmensmeldung

Biochemiker entschlüsseln Zusammenspiel von Enzym-Domänen während der Katalyse

27.07.2017 | Biowissenschaften Chemie