Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Springende Gene bei Rindern entdeckt

02.02.2012
Kühe mit einem speziellen braun-weissen Fellmuster verdanken ihr Aussehen «springenden» Genen: Genen, die das Chromosom wechseln. Dieses Phänomen wurde nun von einer internationalen Forschungsgruppe mit Berner Beteiligung entdeckt.
Kühe mit einem speziellen braun-weissen Fellmuster verdanken ihr Aussehen «springenden» Genen: Genen, die das Chromosom wechseln. Dieses Phänomen wurde nun von einer internationalen Forschungsgruppe mit Berner Beteiligung entdeckt.

Sie sind auffällig gefleckt mit weissen Streifen auf Rücken und Bauch und verdanken ihren Namen einem «geblümten» Muster auf der Stirn: Die Blüem- oder Ryf-Kühe, die in manchen Regionen der Schweiz als Glücksbringer für Stall und Hof gelten. Auf vielen Betrieben werden heute noch gezielt einzelne Kühe mit dieser besonderen Zeichnung gehalten, auch wenn sie ein paar Liter weniger Milch geben als ihre einfarbig braunen Stallgefährtinnen.

Prof. Tosso Leeb und Prof. Cord Drögemüller vom Institut für Genetik der Vetsuisse-Fakultät haben nun mit belgischen Kolleginnen und Kollegen herausgefunden, wie die auffällige Fellfarbe zustande kommt: durch Genmutationen und das «Springen» von Genen von einem Chromosom zum anderen. Damit gelang erstmals der Nachweis, dass Gene bei Säugetieren springen und sich dabei über ringförmige Zwischenstufen neu formieren können. Die Ergebnisse der Studie erscheinen nun im Wissenschaftsjournal «Nature».

Belgier waren gleichem Phänomen auf der Spur

Die Entdeckung war spannend wie ein Krimi: Während die Berner Genetiker Tosso Leeb und Cord Drögemüller zusammen mit Wissenschaftlern von der Schweizerischen Hochschule für Landwirtschaft in Zollikofen die Vererbung der Blüem-/Ryf-Zeichnung beim Schweizer Braunvieh studierten, untersuchte gleichzeitig eine belgische Arbeitsgruppe den Farbschlag «Color-sided» bei der Rinderrasse «Weissblaue Belgier». Obwohl die beiden Farbvarianten sehr ähnlich aussehen, stellten die Forschungsteams in der Schweiz und in Belgien schnell fest, dass bei Schweizer Blüem-/Ryf-Tieren eine Mutation auf dem Chromosom 6 und bei Weissblauen Belgiern eine Mutation auf Chromosom 29 vorliegt. Die fragliche Region auf Chromosom 6 enthält das sogenannte KIT-Gen, das eine wichtige Rolle in der Entwicklung von pigmentbildenden Zellen spielt. Die Region auf Chromosom 29 stand bisher in keinem bekannten Zusammenhang mit der Fellfarbe.

Es zeigte sich, dass sowohl bei Schweizer als auch bei belgischen Rindern mit der auffälligen Fellfarbe DNA-Sequenzen im Bereich des KIT-Gens verdoppelt waren. Dies überraschte die Forschenden bei den belgischen Rindern, denn dort liegt die veränderte DNA auf dem Chromosom 29, während das KIT-Gen beim Rind normalerweise auf Chromosom 6 liegt.

Ein Gen springt hin und zurück

Mit Hilfe modernster DNA-Sequenzierungstechnologien wurden schliesslich die vollständigen Genome einer belgischen und einer Schweizer Kuh sequenziert. Dieses Experiment förderte die Lösung zu Tage: Bei den belgischen Rindern hatte sich ein grosses Stück DNA von Chromosom 6 verdoppelt. Diese DNA-Kopie muss laut der Forschungsgruppe anschliessend in der Zelle einen Ring gebildet haben, der sich dann in das Chromosom 29 integriert hat. Das heisst: Belgische Rinder mit dieser besonderen Fellzeichnung haben eine zusätzliche Kopie des KIT-Gens auf dem Chromosom 29.

Bei der Schweizer Blüem-/Ryf-Kuh fand sich die Verdoppelung auf Chromosom 6, wo das KIT-Gen üblicherweise liegt. Die Sequenz der zusätzlichen Kopie zeigt aber charakteristische Gemeinsamkeiten mit dem Einschub auf dem «belgischen» Chromosom 29. Dies bedeutet, dass die Gen-Kopie bei den Schweizer Kühen sozusagen vom Chromosom 6 zum Chromosom 29 und wieder zurückgesprungen ist – und die «belgische Mutation» somit älter ist als die «schweizerische».

Diese beiden neu entdeckten DNA-Varianten fanden sich dann auch bei mehreren regionalen europäischen und afrikanischen Rinderrassen und erklären die auffällige Fellfarbe bei allen untersuchten Rindern. «Die Aufklärung dieser Mutationen hat erstmals gezeigt, dass Gene auch bei Säugetieren innerhalb des Genoms springen und ringförmige Zwischenstufen bilden können», sagt Tosso Leeb. «Wir können zwar noch nicht quantifizieren, ob diese Kühe den einzelnen Bauern Glück bringen – aber für die Wissenschaft haben sie jedenfalls ihren Wert jetzt eindrücklich unter Beweis gestellt», freut sich Leeb.

Nathalie Matter | Universität Bern
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch

Weitere Berichte zu: Chromosom 15 DNA Fellfarbe Fellmuster Gen FTO Genetik Genom KIT-Gen Mutation Rind Springende Atome Säugetiere

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung
26.04.2017 | Universität Ulm

nachricht Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt
26.04.2017 | Universität Basel

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: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie