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Göttinger MPI-Forscher Ganz der Opa

Forscher des Max-Planck-Instituts (MPI) für biophysikalische Chemie haben  herausgefunden, dass es ausreicht, die Menge eines Proteins im Fadenwurm Caenorhabditis elegans zu erhöhen, um die Gesetze der Vererbung zu verändern. Die Ergebnisse der Wissenschaftler könnten wichtige Impulse für neue Züchtungsmethoden liefern.

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Nichtmendelscher Wurm. Bei der Nicht-Mendelschen Vererbung entsteht ein Tier, dessen Zellen entweder nur DNA von der Mutter (Zellkerne in magenta) oder vom Vater (Zellkerne in grün) enthalten.

Quelle: Bringmann/Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

Göttingen. Unsere Blutgruppen, viele unserer Erbkrankheiten sowie eine Vielzahl weiterer Merkmale bei Menschen, Tieren und Pflanzen werden nach den sogenannten Mendelschen Regeln vererbt. Die Merkmale von Vater und Mutter werden bei der Weitergabe von einer Generation an die nächste immer wieder neu kombiniert.

Mit Kreuzexperimenten an Erbsenpflanzen entdeckte Gregor Mendel vor 150 Jahren, dass bei sich sexuell fortpflanzenden Arten jedes Elternteil einen gleich großen genetischen Beitrag zu den Nachkommen leistet. Die Gene in jeder Generation werden so neu gemischt. Die nach ihm benannten „Mendelschen Regeln“ sind seither von grundlegender Bedeutung für die Tier- und Pflanzenzüchtung und die genetische Forschung.

Diese Regeln haben die Wissenschaftler jetzt mit einer einfachen genetischen Manipulation außer Kraft gesetzt. Indem sie die Menge eines einzigen Proteins in den Zellen des Fadenwurms Caenorhabditis elegans künstlich erhöhten, verhinderten sie, dass sich die Gene von Mutter- und Vatertier nach der Befruchtung vermischen konnten.

„Normalerweise werden die auf den Chromosomen liegenden Gene von Vater- und Muttertier schon vor der ersten Zellteilung des einzelligen Embryos vermischt“, erklärt Dr. Henrik Bringmann, Leiter der Max-Planck-Forschungsgruppe Schlaf und Wachsein am MPI für biophysikalische Chemie. „Wir haben diesen Prozess im Fadenwurm nun so verändert, dass die Vorkerne gar nicht erst verschmelzen, sondern getrennt bleiben“, erläutert Judith Besseling, wissenschaftliche Mitarbeiterin in Bringmanns Team.

Mithilfe einer einzigen genetischen Mutation veränderten die Forscher dazu im Fadenwurm die Menge des Proteins GPR-1, das reguliert, mit welcher Kraft die Zelle an den Spindelfasern zieht.

Bei der ersten Zellteilung entstehen aus einer solchen befruchteten Eizelle zwei Tochterzellen, von denen die eine nur Chromosomen des Vaters enthält, die andere nur jene der Mutter. Entwickelt sich aus diesen ein Embryo und wächst zu einem Wurm heran, besteht dieser also aus Zellen, die entweder nur mütterliche oder nur väterliche Erbinformationen enthalten. Auch die neuen Keimzellen dieses Wurms – die Eizellen oder Spermien – enthalten dann entweder ausschließlich die Gene des Vaters oder der Mutter. „Kreuzt man die Tiere dieser Generation untereinander, entstehen Enkel, die entweder genetisch mit ihrer Großmutter oder mit ihrem Großvater identisch sind“, erläutert Bringmann.           pek/r

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