DNA- Vergleich: Und wieviel Kopien haben Sie?
|
VON THOMAS KRAMAR (Die Presse) 23.11.2006 Ungeahnte Unterschiede in über zwölf Prozent unseres Erbmaterials. Nicht nur Hast und Ungenauigkeit der Methoden sind schuld, dass die zwei Versionen des menschlichen Genoms, die 2001 stolz präsentiert wurden - eine vom "Humane Genome Sequencing Consortium" in Nature, eine von "Celera Genomics" in Science -, so schlecht zur Deckung zu bringen sind. Nein, schuld ist das Genom selbst, besser die Genome: Die Menschen unterscheiden sich in ihrem Erbmaterial viel stärker voneinander, als die Genetiker bisher wahrhaben wollten. Um es in der pathetischen Sprache des ehemaligen US-Präsidenten Bill Clinton zu sagen: Wir tragen ganz verschiedene Ausgaben des "Buches des Lebens" in uns. Die "Bücher des Lebens" unterscheiden sich nicht nur in einzelnen, über die Seiten verstreuten Buchstaben (sozusagen in Tippfehlern), sondern darin, dass etliche Sätze, Absätze, ja ganze Kapitel in manchen Ausgaben nur einmal vorkommen, in anderen Ausgaben in mehreren Kopien hintereinander, manchmal aber auch gar nicht. Oft stehen auch ganze Passagen verkehrt herum da. Man kann sich vorstellen, dass ein automatisierter Vergleich, bei dem einfach die Seiten der Reihe nach verglichen werden, bei solchen Büchern nicht gut funktioniert. Die Unterschiede in einzelnen Buchstaben (also DNA-Basen) nennt man "Single nucleotide polymorphisms" (SNPs, davon fand man jetzt 1,5 Millionen), die Unterschiede in der Kopienanzahl ganzer Chromosomen-Abschnitte heißen "copy-number variants" (CNVs). Und von diesen gibt es eine überraschend große Menge, berichtet ein internationales Konsortium in Nature (444, S. 444), das die Genome von 270 Menschen verglichen hat, 90 aus Nigeria, 90 aus Utah, USA (europäischer Abstammung), 45 aus Japan, 45 aus China. Die Forscher fanden 1447 CNVs, die insgesamt 360 Millionen Basen umfassen, das sind zwölf Prozent der drei Milliarden Basen des Genoms! Dabei wurden überhaupt nur Abschnitte mit über 1000 Basen als CNVs gewertet. Und bei weiteren Vergleichen ist mit steigender Tendenz zu rechnen. Selbstverständlich enthalten diese |
Abschnitte, die manche von uns in mehreren Kopien in sich tragen, andere nur in zwei (je eine pro Chromosomensatz) und andere gar nicht, auch Gene. Das heißt, diese Variationen haben ganz konkrete medizinische Konsequenzen: 16 Prozent der bekannten Gene, die mit Krankheiten zu tun haben, befinden sich in CNVs, darunter sind Gene, die am Williams-Beuren- und dem Prader-Willi-Syndrom, an Schizophrenie, Muskelatrophie und Atherosklerose beteiligt sind. Ein klassisches Beispiel ist Thalassämie, die auf abweichende Kopien-Anzahl der Gene für Hämoglobin zurückgeht. Spannend ist der Fall des Gens CCL3L1: Wer es in mehreren Kopien hat, wird weniger leicht vom Aids-Virus befallen. Die entsprechende CNV wird in Afrika, wo Aids am ärgsten wütet, häufiger: Ein Beispiel für Evolution, die derzeit stattfindet. Überproportional in den CNVs vertreten sind Gene, die den Geruchssinn und neurophysiologische Prozesse steuern. Selten sind Gene, die mit Zellteilung und Signalen zwischen Zellen zu tun haben - verständlich, denn CNVs, die solche für die Embryonalentwicklung wesentliche Gene betreffen, verschwinden schnell aus dem Gen-Pool, wenn sie die Entwicklung verhindern. Wie kommt überhaupt eine so imposante Menge an Variationen in unser Genom - und, das darf man wohl annehmen, in die Genome anderer höherer Lebewesen? Meistens passieren Verdoppelungen wohl, wenn ein Stück an sich unsinniger, von einst eingedrungenen Viren abstammender DNA, die sich völlig egoistisch selbst kopiert, dabei DNA mitreißt, die Gene enthält. Aber darüber kann man nur spekulieren. Jedenfalls ist die Vervielfachung von Genen im Zuge solcher Kopieraktionen ein wesentliches Werkzeug der Evolution: Wenn ein Gen einmal in zwei Varianten (pro Chromosom) vorliegt, können sich die beiden auseinanderentwickeln und spezialisieren. So sind ganze Gen-Familien entstanden. Einstweilen, während die Evolution sehr langsam voranschreitet, können wir uns nur wundern über das Ausmaß unserer genetischen Individualität. Und vielleicht verlegen scherzen wie der an der Analyse beteiligte Stephen Scherer (Howard Medical Institute): "Man fragt sich schon: Wenn man eine Million Basen weniger hat als sein Golfpartner, sollte man nicht auf einem niedrigeren Handicap bestehen?" |
<- zurück