Fische legen überzählige Gene einfach still

Eine sehr interessante Entdeckung hat ein portugiesisch-deutsches Forscherteam gemacht: Die Wissenschaftler haben herausgefunden, warum der kleine Karpfenfisch Squalius alburnoides über drei Chromosomensätze verfügt und dennoch gesund und fortpflanzungsfähig ist.

Beim Menschen führt nämlich nur eine kleine Veränderung der Chromosomensätze zu schweren gesundheitlichen Problemen. Kommt zum Beispiel das Chromosom Nummer 21 drei- statt zweimal vor, führt das zum Down-Syndrom. Offensichtlich gelingt es den Fischen die überzähligen Chromosomen so still zu legen, dass sich keinerlei körperliche Beeinträchtungen daraus ergeben.

„Die drei Chromosomensätze sind beim Weißfisch, der aus der Kreuzung zweier verschiedener Arten entsteht, aber auch ein genetischer Unfall“, so Studienautor Manfred Schartl vom Biozentrum der Universität Würzburg, gegenüber pressetext.

Bekannt sind in der Biologie, vor allem bei Fröschen, sogar gesamte Chromosomensätze in fünffacher Ausfertigung. Die Tiere kommen damit aber sehr gut zurecht. „Zusätzliche Kopien anderer Chromosomen oder sogar nur von Chromosomenstücken sind beim Menschen und bei anderen Säugetieren überhaupt nicht mit dem Leben vereinbar, denn die Embryonen sterben bereits im Mutterleib“, erklärt der Experte.

Warum das bei Fischen so ist, hat das Team um Schartl und das Forscherteam um Irena Pala und Maria Coelho von der Universität Lissabon bei zehn Zentimeter großen Squalius, der in Spanien und Portugal vorkommt, entdeckt. „Dadurch, dass der Fisch von jedem Chromosom drei statt nur zwei Exemplare hat, ist auch jedes Gen einmal zu viel vorhanden“, schlussfolgert Schartl. Folglich wäre zu erwarten, dass alle Moleküle, die nach dem Bauplan der Gene produziert werden, in einer zu hohen Konzentration vorliegen.

„Doch genau das ist nicht der Fall“, so der Wissenschaftler. „Unsere Daten zeigen erstmals, dass es in den Fischen einen Mechanismus geben muss, über den jeweils eine der drei Kopien eines Gens stillgelegt wird.“ Offensichtlich sei diese Möglichkeit der Fehlerkorrektur bei Säugetieren und beim Menschen im Lauf der Evolution verloren gegangen zu sein. „Ansonsten könnte sich ein zusätzlich vorhandenes Chromosom nicht so gravierend auswirken wie beispielsweise beim Down-Syndrom“, meint Schartl.

„Es interessiert uns nun natürlich mit welchen molekularen Mechanismen die Fische ihre überzähligen Gene zum Schweigen bringen können“, erklärt der Forscher. Die Erkenntnisse der Wissenschaftler kann auch für die Humanmedizin von großer Bedeutung sein. „Wenn wir wissen, wie man einen Chromosomensatz stilllegen kann, kann man in solche Fehlsteuerungen eingreifen.“ Das könne nicht nur dazu führen, Effekte abzumildern, sondern auch andere genetische Defekte besser zu verstehen. „Auch bei Tumorerkrankungen kann dieses Wissen dann zum Einsatz kommen“, zeigt sich der Würzburger Forscher überzeugt.