Genetische Uhr tickt anders als erwartet

Mitochondrien tauschen DNA rege untereinander aus. Studie wirft bisherige Ansätze um.

Quelle: www.quarks.de
Quelle: www.quarks.de

(pte/he-Cambridge/Bonn ) – Forscher der Universität Bonn http://www.ukb.uni-bonn.de und der Harvard Medical School http://hms.harvard.edu haben festgestellt, dass die Mitochondrien ihre DNA rege untereinander austauschen. Die Studie, die im Wissenschaftsmagazin Nature Genetics http://www.nature.com/ng veröffentlicht wurde, wirft bisherige Ansätze um: Wissenschaftler hatten nämlich angenommen, dass das Erbgut der Mitochondrien sich mit relativ konstanter Geschwindigkeit verändert. So konnte man anhand der Unterschiede ziemlich genau feststellen, wann sich zwei Ethnien voneinander getrennt haben.

Mitochondrien sind die Energielieferanten des Körpers. In jeder Zelle gibt es mehrere hundert dieser Minikraftwerke, die im Unterschied zu anderen Zellorganellen ein eigenes DNA-Molekül besitzen. Vor einer Zellteilung vermehren sich auch die Mitochondrien und verteilen sich anschließend auf die Tochterzellen. “Wir haben nun festgestellt, dass die zahlreichen Mitochondrien in einer Muskelzelle ihre DNA untereinander austauschen können”, erklärt der Biochemiker Wolfram S. Kunz von der Bonner Klinik für Epileptologie. Dabei konnten die Forscher sogar feststellen, dass der Austausch dieser Erbgutsequenzen extrem häufig passiert. Bisher war strittig, ob es beim Menschen derartige “Rekombinationsereignisse” mitochondrialer DNA überhaupt gibt.

Erst im Vorjahr konnte Kunz mit einem internationalen Forscherteam feststellen, dass in den Muskelzellen eines 28-jährigen Mannes auch mitochondrialer DNA des Vaters nachgewiesen werden konnte. Bisher waren Forscher davon ausgegangen, dass sämtliche Mitochondrien eines Kindes von denen der Mutter abstammen. Wenn aber in Einzelfällen tatsächlich auch väterliche mtDNA weitervererbt wird und zudem die verschiedenen Mitochondrien einer Zelle ihr Erbgut munter untereinander austauschen, kann sich die mtDNA plötzlich sehr schnell verändern – schneller, als die Stammbaumforscher in ihren Kalkulationen bislang zugrunde legen. “In diesem Fall müsste man die genetische Uhr entsprechend korrigieren”, meint Kunz.

Die Experten sind sich allerdings einig, dass es wahrscheinlich eher selten ist, dass sich bei der Befruchtung väterliche Mitochondrien in den Embryo “einschmuggeln”, da die Eizelle eine halbe Mio., das Spermium jedoch nur einige hundert Mitochondrien aufweist, von denen die meisten nach der Befruchtung zerstört werden. Daher nimmt Kunz auch an, sei der menschliche Stammbaum nicht in Gefahr. “Dieser Mechanismus kann aber eventuell Ungereimtheiten erklären”, so Kunz. Für die Mediziner hat die Entdeckung große Relevanz, denn damit könnten in Zukunft Therapien für bestimmte Erbkrankheiten entwickelt werden.