Wissenschaftler untersuchen Hundegenom, um Krankheitsgene aufzuspüren
Ein internationales Wissenschaftlerteam hat die Gene entdeckt, die bei Hunden für zwei Merkmale verantwortlich sind: die weiße Fellfarbe und der Kamm aus aufrecht stehenden Haaren entlang des Rückens bestimmter "Ridgeback"-Rassen. Die Methoden zur Erforschung der Gene könnten zu einer schnelleren Entdeckung von Genen beitragen, die bei Krankheiten von Hunden eine Rolle spielen und häufig auch den Menschen betreffen. Die unter anderem mit Fördermitteln der EU finanzierten Forschungsarbeiten sind im Internet in zwei Artikeln der Zeitschrift "Nature Genetics" veröffentlicht. "Hunde sind eine einzigartige Tierart. Der Mensch domestiziert und züchtet sie und selektiert dabei nach Merkmalen wie Körperbau, Größe, Farbe und Persönlichkeit", sagte Kerstin Lindblad-Toh vom Broad Institute in den USA und der Universität Uppsala in Schweden. "Neben der Erhaltung gewünschter Merkmale kann die selektive Züchtung von Hunden dazu führen, dass seltene krankhafte Mutationen bei einer Rasse häufig auftreten." Beide untersuchten Merkmale gehen mit medizinischen Problemen einher; weiße Hunde sind für einen Gehörverlust anfällig, während viele Hunde der Ridgeback-Rasse an einem Neuralrohrdefekt mit der Bezeichnung Dermoid Sinus leiden. Besonders gut für diese Art von Studien geeignet sind reinrassige Hunde. Diese haben lange DNA-Stränge, während bei Mischlingshunden kürzere Stränge üblich sind. "Unsere neuen Darstellungsmethoden nutzen den Vorteil der reduzierten genetischen Vielfalt bei Hunderassen und die Weitergabe von Mutationen unter Rassen, um Krankheitsgene zu identifizieren", erläuterte Elinor Karlsson vom Broad Institute. "Wir verfolgen einen zweiphasigen Ansatz, um zunächst die ungefähre Gegend der verursachenden Mutation zu finden und dann nähern wir uns gezielt der genauen Stelle im Erbgut". Ein weißes Fell und der Rückenkamm zeigen ein einfaches Erbmuster, bei dem nur ein Gen oder eine Region im Erbgut involviert ist, sodass sie ideal zum Testen in zwei Phasen geeignet sind. Das Team fand heraus, dass der Rückenkamm entsteht, wenn Hunde mehrere Kopien einer Region des Genoms haben, die Gene mit dem Fibroblastenwachstumsfaktor (FGF) enthält. Die FGF-Gene spielen in der Entwicklung eine wichtige Rolle und die Mutation führt zu einem Defekt im System der planaren Zellpolarität. Dieses System wird sowohl für die normale Ausrichtung der Haarfollikel als auch für den Neuralrohrverschluss benötigt, so die Wissenschaftler. Die Untersuchung könnte auch dazu beitragen, das Problem des Dermoid Sinus bei der Rasse zu beseitigen. Die für den Rückenkamm verantwortliche Mutation dominiert, was bedeutet, dass der Hund nur eine Kopie davon benötigt, um den charakteristischen Kamm auszubilden. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Hunde, die zwei Kopien der Mutation haben, anfälliger für Dermoid Sinus sind als Hunde, die nur eine Kopie der Mutation in sich tragen.as bedeutet, rere Exemplare von Genen derKrankheitsgene zu identifizieren", erläuterte kheitsmutationen bei einer Rasse häufig Zurzeit werden Hunde ohne Kamm von Ridgeback-Zuchtvereinen ausgeschlossen. Das bedeutet, dass die meisten Ridgebacks zwei Kopien der Mutation in sich tragen, obwohl es besser für sie wäre, eine Kopie der Mutation und ein normales Gen zu erben. Das würde einen Kamm bei ihnen erzeugen, jedoch die Wahrscheinlichkeit verringern, dass sie Dermoid Sinus entwickeln. "Das Problem mit Dermoid Sinus könnte tatsächlich vermieden werden, wenn kammlose Hunde für die Zucht zugelassen würden und wenn man eine Paarung zwischen Hunden mit Kamm vermeiden würde", so der Vorschlag der Wissenschaftler. Den Wissenschaftlern gelang es zudem, die Ursache für das weiße Fell auf ein Gen mit der Bezeichnung MITF zurückzuführen, das bei Pigment- und Hörstörungen sowohl beim Menschen als auch bei Mäusen eine Rolle spielt. Die EU hat die Arbeiten im Rahmen des Projekts MolTools (Advanced Molecular Tools for Array-based Analyses of Genomes) gefördert, ein unter dem Themenbereich "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) finanziertes Projekt. Der nächste Schritt für die Forscher ist die Anwendung ihrer Instrumente auf komplexere Krankheiten wie Krebs- und Autoimmunerkrankungen, die zahlreiche genetische und umweltbedingte Ursachen haben können. Aufgrund des einzigartigen Erbguts von reinrassigen Hunden, müssen die Wissenschaftler nur die DNA von einigen Hundert Tieren testen, um die beteiligten Gene zu bestimmen, während für eine Untersuchung dieser Krankheiten bei Menschen Tausende von Testpersonen erforderlich wären. Professor Lindblad-Toh gewann eine der EURYI-Auszeichnungen 2007, um ihre Arbeiten an der Universität Uppsala fortführen zu können. "Wir werden verschiedene Krankheiten und auch unterschiedliches Verhalten untersuchen, unser wichtigster Schwerpunkt ist jedoch der Krebs", sagte sie, als sie den Preis gewann. "Zurzeit untersuchen wir Krebs in den Blutgefäßen. Dort haben wir sehr interessante Gene gefunden, was mich sehr zuversichtlich stimmt. Wenn wir erst einmal Krankheitsgene bei Hunden identifiziert haben, werden wir mit Klinikern und Humangenetikern zusammenarbeiten, um zu untersuchen, ob die gleichen Gene bei Erkrankungen des Menschen eine Rolle spielen."
Länder
Schweden, Vereinigte Staaten