Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Geruch der Gene

20.03.2013
Wissenschaftler der Universität Tübingen identifizieren in einem Kooperationsprojekt die Moleküle, mit denen Geruchsrezeptoren von Mäusen die Gene von Artgenossen „erschnüffeln“ können.

Tiere und Menschen können bestimmte Gene des Immunsystems riechen, und dies beeinflusst die Partnerwahl – diese Hypothese hat auch in den Medien viel Aufmerksamkeit gefunden. Konkret geht es um die sogenannten „MHC-Gene“ (Major Histocompatibility Complex):

Eine Bevorzugung von Partnern mit möglichst anderen MHC-Genen als den eigenen böte eine erhöhte Vielfalt dieser Immungene unter den Nachkommen und damit eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Krankheitserreger. Doch bisher konnten Geruchsstoffe, die Informationen über die MHC-Gene transportieren könnten, in Ausdünstungen oder Körperflüssigkeiten nicht nachgewiesen werden.

Dies ist nun einer Forschergruppe der Universität Tübingen in der Abteilung Immunologie und am Proteom Centrum Tübingen am Interfakultären Institut für Zellbiologie in Zusammenarbeit mit Kollegen von der Universität des Saarlandes gelungen. Die neuen Erkenntnisse, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, zwingen zum Überdenken der Hypothese.

Es steht fest, dass die MHC-Gene bestimmen, welche Eiweißschnipsel (MHC-Peptide) eine Zelle auf ihrer Oberfläche den Killerzellen des Immunsystems präsentiert. Diese Peptide kommen im Normalfall aus körpereigenen Eiweißen (Proteinen) und lösen dann keine Reaktion aus. Stammen die MHC-Peptide hingegen von einem Virus ab, können das die Killerzellen erkennen und die entsprechende Zelle abtöten. Die MHC-Peptide vermitteln nach einer gängigen Hypothese auch den Körpergeruch, der Auskunft über die MHC-Gene geben soll − am besten ist das bei Mäusen untersucht worden. Dort sind spezielle Geruchszellen bekannt, die verschiedene MHC-Peptide erkennen und unterscheiden können. Versuche haben gezeigt, dass synthetische MHC-Peptide in hohen Konzentrationen das Verhalten von Mäusen beeinflussen können und dass der Urin der Mäuse ein Träger des vermeintlichen MHC-Geruchs ist. Bisher war jedoch nicht bekannt, ob MHC- Peptide im Urin überhaupt natürlicherweise vorkommen.

Die Wissenschaftler konnten nun tatsächlich ein MHC-Peptid im Urin von Mäusen nachweisen, das von der Anwesenheit des entsprechenden MHC-Gens abhängt. Allerdings fanden sie nur extrem niedrige Konzentrationen: Im Urin ist über eine Million Mal weniger MHC-Peptid enthalten als bei bisherigen Verhaltensexperimenten verwendet wurde. Neben diesem einen MHC-Peptid wurden allerdings hunderte von anderen Peptiden im Maus-Urin identifiziert, die von allen möglichen Genen abstammen, aber mit den MHC-Genen nichts zu tun haben. Diese Peptide können einen Großteil des allgemeinen Genbestands der Maus in Stichproben abbilden. Ihre Konzentration ist bis zu eine Million Mal höher als die des MHC-Peptids und kommt damit den bei Verhaltensexperimenten eingesetzten Peptidmengen deutlich näher. Beide Sorten von Peptiden können Geruchszellen der Maus spezifisch aktivieren, wie die Kooperationspartner an der Universität des Saarlandes zeigten.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass das „Erriechen“ der Ähnlichkeiten und Unterschiede in der Gesamtheit der Gene eine deutlich größere Rolle spielt als der Geruch der Immungene. Damit könnten umfangreiche Informationen zur familiären und evolutionären Verwandtschaft zwischen zwei Individuen übertragen werden. Tatsächlich stellten die Forscher fest, dass Nicht-MHC-Peptide, die zwischen zwei Mäusen derselben Art (Hausmaus) verschieden sind, von Geruchsrezeptoren präzise unterschieden werden können. Daher stellt sich die Frage, wie die bisherigen Experimente, die mit unnatürlich hohen Konzentrationen von MHC-Peptiden in synthetischer Form durchgeführt wurden, zu interpretieren sind. Beim Menschen ist bis heute kein einziges MHC-Peptid in Urin, Schweiß oder Speichel nachgewiesen worden. In jedem Fall muss die große Vielzahl der übrigen Peptide, die fast alle vorhandenen Gene abbilden können und in hohen Konzentrationen im Urin vorkommen, in künftige Verhaltensexperimente einbezogen werden. Möglicherweise überdecken diese häufigen Peptide bei Weitem den Einfluss derer, die Informationen über das Immunsystem geben können.

Originalpublikation:
Theo Sturm, Trese Leinders-Zufall, Boris Maèek, Mathias Walzer, Stephan Jung, Beate Pömmerl, Stefan Stevanoviæ, Frank Zufall, Peter Overath und Hans-Georg Rammensee: Mouse urinary peptides provide a molecular basis for genotype discrimination by nasal sensory neurons. Nature Communications. doi: 10.1038/ncomms2610; 19. März 2013.
Kontakt:
Prof. Dr. Hans-Georg Rammensee
Universität Tübingen
Medizinische und Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Interfakultäres Institut für Zellbiologie
Telefon +49 7071 29-87628
rammensee[at]uni-tuebingen.de

Myriam Hönig | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-tuebingen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 65 neue genetische Risikomarker für Brustkrebs entdeckt
24.10.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

nachricht Boost für Lipidforschung: Grazer Forscher erleichtern Lipidanalyse
24.10.2017 | Technische Universität Graz

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: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Boost für Lipidforschung: Grazer Forscher erleichtern Lipidanalyse

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Bildung von Magma-Ozeanen auf Exoplaneten erforscht

24.10.2017 | Physik Astronomie

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften