Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Selektion beeinflusst viele Gene für Übergewicht parallel

09.05.2012
Max-Planck-Wissenschaftler entschlüsseln Gene für eine komplexe Eigenschaft

Organismen sind durch ihre individuellen Eigenschaften wie Körpergröße oder Körpergewicht unterschiedlich gut an ihre Umwelt angepasst. Solche komplexen Eigenschaften werden in der Regel von einer Kombination vieler verschiedener Gene festgelegt. Dadurch sind sie besonders variabel und können in feinen Abstufungen auftreten.


Eine Riesenmaus wiegt mehr als sechs gleichaltrige „Minimäuse“. Über viele Generationen hinweg entstanden durch gezielte Zucht die größten Mäuse der Welt. Mit diesen Tieren können Wissenschaftler die Gene für das Körperwachstum ausfindig machen. © Lutz Bunger, University of Edinburgh

Forscher des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön haben nun untersucht, wie die Evolution solche Eigenschaften durch Selektion verändert. Sie haben dazu das Genom von Mauslinien untersucht, die unabhängig voneinander auf Körpergröße selektiert wurden. Dabei entdeckten sie, dass eine Reihe von Genombereichen parallel verändert wurde, die Gene für diese komplexe Eigenschaft beinhalten. Dabei haben sie viele neue Gene entdeckt, die an der Regulierung des Gewichts beteiligt sind und zu Übergewicht führen können.

Die Plöner Forscher haben auf Mauslinien zurückgegriffen, die seit 25 Jahren gezielt für übergewichtige Mäuse selektiert wurden und damit die natürliche Selektion im Labor nachgestellt. Die über 150 Generationen lang gezüchteten Mäuse gehören sieben unterschiedlichen Stämmen an und wiegen inzwischen zwei- bis vier-Mal so viel wie normalgewichtige Tiere. Insgesamt konnten die Max-Plank-Wissenschaftler 67 Regionen im Erbgut identifizieren, die sich bei den übergewichtigen Mäusen verändert hatten. Die verschiedenen Stämme sind sich durch den extremen künstlichen Selektionsdruck in diesen Regionen so ähnlich geworden, dass sich das Erbgut der dickeren, nicht miteinander verwandten Tiere untereinander stärker ähnelte als die Genome zwischen zwei nah verwandten, normalgewichtigen Mausstämmen. Ein deutlicher Hinweis darauf, dass diese Abschnitte an der Regulation des Körpergewichts beteiligt sind.

Die entdeckten Regionen regulieren unter anderem den Energiehaushalt, Stoffwechselvorgänge und Wachstum. So kontrolliert das in der Nebenniere gebildete Gpr133-Gen vermutlich das Körpergewicht über die Abgabe von Hormonen. Das zweite identifizierte und im Hypothalamus des Gehirns aktive Gen Gpr10 beeinflusst indessen wahrscheinlich Appetit und Stoffwechselraten. Aber auch Gene für die Regulation von Fettzellen und die Geschmacks- und Duftwahrnehmung wirken sich demnach auf das Körpergewicht aus. Viele der entdeckten Regionen stimmen überdies mit Abschnitten auf dem menschlichen Erbgut überein, die die Körpergröße beeinflussen. „Dies bestätigt unseren Befund, dass diese Regionen das Körpergewicht bestimmen, mit großer Wahrscheinlichkeit auch beim Menschen. Denn die Größe bestimmt das Körpergewicht maßgeblich mit“, sagt Frank Chan vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie.

Interessanterweise verändert sich das Erbgut wildlebender Mäusepopulationen auf abgeschiedenen Inseln, die sich unter natürlicher Selektion entwickelt haben, ähnlich wie bei den im Labor gezüchteten Tieren. So haben sich auf den Färöer Inseln und St. Kilda vor der Küste Schottlands Mäusepopulationen entwickelt, die zu den größten Mäusen weltweit zählen. Auch diese Tiere weisen hohe Ähnlichkeit in den Regionen des Erbguts auf, die sich bei den übergewichtigen, im Labor gezüchteten Tierstämmen verändert haben. Die künstliche Selektion im Labor verändert also dieselben Abschnitte im Erbgut wie die natürliche Auslese.

Wenn sich also komplexe Eigenschaften an veränderte Umweltbedingungen anpassen müssen, wirkt die Selektion auf viele verantwortlichen Gene gleichzeitig ein. Diese verändern sich dadurch parallel und tragen so in unterschiedlichem Ausmaß zur Anpassungsfähigkeit des Organismus bei. Dadurch können also die genetischen Grundlagen komplexer Eigenschaften mittels paralleler Selektion entschlüsselt werden.

Kontakt
Dr. Yingguang Frank Chan
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Telefon: +49 4522 763-283
Fax: +49 4522 763-281
Email: chan@­evolbio.mpg.de
Prof. Dr. Diethard Tautz
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Telefon: +49 4522 763-390
Fax: +49 4522 763-281
Email: tautz@­evolbio.mpg.de
Dr. Kerstin Mehnert
Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie
Telefon: +49 4522 763-233
Fax: +49 4522 763-310
Email: mehnert@­evolbio.mpg.de
Originalpublikation
Yingguang Frank Chan, Felicity C. Jones, Ellen McConnell, Jaros³aw Bryk, Lutz Bünger, and Diethard Tautz
Parallel selection mapping using artificially selected mice reveals body weight control loci.
Current Biology:
Volume 22, Issue 9, 8 May 2012, Pages 794–800 doi:10.1016/j.cub.2012.03.011

Dr. Yingguang Frank Chan | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/5763715/uebergewicht_genselektion

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

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: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie