Mutationen bringen Krankheitsgene ans Licht

GSF-Wissenschaftler koordiniert weltweit größtes Projekt zur Funktionsaufklärung von Krankheitsgenen

Die Genome von Mensch, Maus und anderen Lebewesen sind sequenziert. Die Funktion der meisten Gene ist jedoch keinesfalls bekannt. Es ist daher eine der größten Herausforderungen unserer Zeit, die Funktion unserer Gene in Krankheit und Gesundheit aufzuklären. Die Mutation von Genen ist hierbei ein wichtiges Hilfsmittel, denn sie führt zu Funktionsverlusten im Organismus; hierdurch lässt sich erkennen, welche Aufgabe diese Gene normalerweise erfüllen.

Mäuse sind für die Aufklärung von Genfunktionen ideale Modellorganismen, da sich das Erbgut von Mensch und Maus zu etwa 99 Prozent gleicht. Wissenschaftler können daher erwarten, durch die Mutation von Mausgenen und die Erstellung von Mausmodellen einen besseren Einblick in die Entstehung unserer Volkskrankheiten zu erhalten.

Die Europäische Union hat nun mit EUCOMM (European Conditional Mouse Mutagenesis Program) ein ambitioniertes europäisches Programm ins Leben gerufen, in dessen Rahmen bis zu 20 000 Mausgene durch Mutationen inaktiviert werden sollen – dies entspricht etwa 70 Prozent des gesamten Mausgenoms. Dieses ehrgeizige Ziel kann nur durch die intensive internationale Zusammenarbeit hochrangiger Forschungsteams erreicht werden.

Das GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit spielt hierbei eine führende Rolle: Professor Wolfgang Wurst, Direktor des GSF-Instituts für Entwicklungsgenetik, ist Koordinator von EUCOMM, für das die EU in ihrem sechsten Forschungsrahmenprogramm insgesamt 13 Millionen Euro zur Verfügung stellt. Am Freitag, den 14. Oktober 2005 erfolgt der Startschuss für dieses ehrgeizige Projekt.

Im Rahmen von EUCOMM werden die Mausgene durch zwei verschiedene Methoden inaktiviert: Durch konditionales „gene trapping“ und „gene targeting“. Beim „gene trapping“ werden Gene durch zufällig verteilte Mutationen ausgeschaltet, beim „gene targeting“ hingegen gezielt verändert. ’Konditional’ bedeutet, dass die Mutationen zu definierten Zeitpunkten und in definierten Geweben erzeugt werden können. Professor Wurst gehört zu den weltweit führenden Wissenschaftlern auf diesem Gebiet. Im Rahmen von EUCOMM wird seine Arbeitsgruppe mutierte embryonale Mausstammzellen mithilfe beider Mutagenesemethoden erstellen.

Die mutierten embryonalen Mausstammzellen werden in einer Bibliothek archiviert, auf die Wissenschaftler über eine Datenbank weltweit freien Zugriff haben werden. Die archivierten Stammzellen werden erlauben, Mausmutanten in jedem geeigneten Labor kosteneffektiv und standardisiert zu erstellen, so dass die Auswirkungen defekter Gene – insbesondere in Hinblick auf menschliche Krankheiten – direkt am lebenden Organismus untersucht werden können. Auch die Entwicklung neuer Therapien und Medikamente kann so preiswerter und schneller vorangetrieben werden.

Mit EUCOMM fördert die EU die zur Zeit weltweit größte Plattform zur Mutagenese des Mausgenoms. Europa ist auf dem Gebiet der funktionellen Mausgenomik weltweit führend und spielt international bei der Erforschung der genetischen Ursachen menschlicher Krankheiten eine tragende Rolle. Ergänzend zu EUCOMM startet ein kanadisches Forschungsprojekt (NorCOMM), und auch die US-amerikanischen National Institutes of Health (NIH) planen ein ähnliches Forschungsprogramm (KOMP). International arbeiten sowohl die betreffenden Wissenschaftler als auch die verschiedenen Geldgeber eng zusammen, um sich bestmöglich zu ergänzen und Überschneidungen zu vermeiden. Letztlich sollen möglichst alle Gene des Mausgenoms durch Mutationen inaktiviert werden. „Wir planen, dieses ehrgeizige Ziel zusammen mit den Amerikanern innerhalb der nächsten 3-5 Jahre zu erreichen“, erklärt Wurst.

Das EUCOMM-Konsortium:

1. GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, München/Neuherberg, Deutschland
Prof. Dr. Wolfgang Wurst (Koordinator)
Prof. Dr. Martin Hrabé de Angelis

2. Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Großbritannien
Prof. Dr. Allan Bradley (Ko-Koordinator)
Dr. William Skarnes
Dr. Pentao Liu
Dr. Tony Cox

3. Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt/Main, Deutschland
Prof. Dr. Harald von Melchner

4. Charité Universitätsmedizin Berlin, Deutschland
Prof. Dr. Patricia Ruiz

5. Technische Universität Dresden, Deutschland
Prof. Dr. Francis Stewart

6. Gene Bridges GmbH, Heidelberg, Deutschland
Dr. Gary Stevens

7. Institut Clinique de la Souris, Strasbourg, Frankreich
Prof. Dr. Pierre Chambon, Prof. Dr. Johan Auwerx

8. European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Monterotondo/Rom, Italien
Prof. Dr. Nadia Rosenthal

9. Medical Research Council, Mammalian Genetics Unit, Harwell, Großbritannien
Prof. Dr. Steve Brown

10. Consiglio Nazionale Delle Ricerche, Istituto di Biologia Cellulare, Monterotondo/Rom, Italien
Prof. Dr. Glauco Tocchini-Valentini

11. Deutsches Ressourcenzentrum für Genomforschung GmbH (RZPD), Berlin/Heidelberg, Deutschland
Dr. Berhard Korn

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Wolfgang Wurst, GSF-Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, Institut für Entwicklungsgenetik, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg.
Tel.: 089/3187-4110, Fax: 089/3187-3099
E-Mail: wurst@gsf.de

GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Tel: 089/3187-2460, Fax 089/3187-3324
E-Mail: oea@gsf.de