ScienceBlog: Eins und Eins gibt manchmal Drei

ResearchBlogging.org Das “normale” eukaryotische Genom besteht aus jeweils Kopien eines Chromosoms, dem sogenannten diploiden Chromosomensatz. “Normal” ist dabei in Anführungsstrichen zu sehen, da diese Regel eigentlich nur streng bei Säugetieren zutrifft. Reptilien, Amphibien und Fische (ganz zu schweigen von Pflanzen, die teilweise polyploid sind) weisen mitunter wesentlich mehr Kopien der Chromosomen auf, was ihnen aber scheinbar nichts ausmacht. So sind auch meine Lieblinge, der Xenopus laevis, tetraploid, besitzt also einen doppelten doppelten (=vierfachen) Chromosomensatz. Sein sehr naher Verwandter Xenopus tropicalis verfügt hingegen nur über einen “normalen” diploiden Satz. Die beiden Arten unterscheiden sich allerdings fast nur in ihrer Größe und sind sich sonst sehr ähnlich, weswegen die vollständig bekannte Genomsequenz von tropicalis auch oft für laevis verwendet werden kann.
Wie man hier sehr schön sehen kann, verursachen mehrere Kopien eines Chromosoms also nicht zwangsweise Lethalität. Als weitere Gruppe von Orgamismen, die sogar innerhalb einer Population über verschiedene Chromosomensätze verfügen, haben die Forscher der Unis Lissabon und Würzburg den Fisch Squalius alburnoides (Wiki) untersucht. Individuen dieser Art verfügen entweder über einen diploiden, triploiden oder gar tetraploiden Chromosomensatz.
Die Forscher wollten wissen, ob es Unterschiede in der Expression verschiedener Gene in unterschiedlichen Geweben dieser Fische mit den erwähnten Chromosomensätzen gibt. Überraschenderweise konnten dabei aber keine gravierenden Unterschiede ausgemacht werden, was dafür spricht, dass alle diese Fische ihre Genaktivität auf ein “gemeinsames” Level regulieren. Die Autoren schlagen vor, dass es wahrscheinlich das Level des diploiden Fisches ist, was durchaus Sinn macht, da dieser über am wenigsten Gene verfügt. Allerdings ist nicht auszuschließen, dass diploide Individuen ihre Genaktivität heraufregulieren, wie das z.B. in männlichen Drosophila melanogaster der Fall ist. Die Forscher gegen aber von erster Möglichkeit aus, was als einfachste Erklärung zulässt, dass ein kompletter Chromosomensatz bei triploiden Fischen (und zwei bei tetraploiden) ausgeschaltet wird durch diverse Silencing-Mechanismen oder aber dass die Abschaltung zufällig zwischen den Chromosmen verteilt erfolgt. Allerdings konnten beide Hypothesen nicht bestätig werden, da die Untersuchung der verschiedenen Allele gezeigt hat, dass die Stillegung nicht im ganzen Fisch gleichmäßig (wie man im ersten Fall erwarten würde) bzw. völlig zufällig (wie mathematische Berechnungen gezeigt haben) erfolgt, sondern sehr gewebsspezifisch ist. Wie diese Regulation aber letztendlich abläuft, können die Autoren (noch) nicht beantworten, zeigen aber in ihren Untersuchungen, dass “abnormale” Chromosomensätze keinesfalls zu Problemen führen müssen.
Das wiederum bringt mich zu meinem Anfang zurück, dass man die Definition von “normalen” Chromosomensätzen vielleicht nicht so eng sehen sollte. Auch wenn Triploidie in Säugern oft (oder immer?) tödlich ist, so haben andere Spezies damit keinerlei Probleme. Und vielleicht ist es evolutionär ja sogar ein Vorteil, einen Chromosomensatz mehr zu haben? Genauso könnte man aber auch andersherum argumentieren, dass ein weiterer Chromosomensatz nur Ballast darstellt, der unnötige Energie in die Regulation verbraucht und Säuger ihn deswegen abgeschmissen haben, damit aber die zusätzlichen Mechanismen zur Stilllegung ebenfalls abhanden gekommen sind, was nun in einem Fall von Fehlsegregation in meiostischen Teilungen zu Problemen führt? Sicher ist nur, dass mehr als zwei Chromosmensätze nicht so selten sind, wie man annehmen möchte, und nicht immer zu Problemen führen müssen, da sich diverse Spezies auf diese Situation eingestellt haben.

I PALA, M COELHO, M SCHARTL (2008). Dosage Compensation by Gene-Copy Silencing in a Triploid Hybrid Fish Current Biology, 18 (17), 1344-1348 DOI: 10.1016/j.cub.2008.07.096
Der Beitrag wurde am Samstag, den 13. September 2008 um 12:25 Uhr veröffentlicht und wurde unter Allgemein, ScienceBlog abgelegt. Folgende Tags wurden dabei verwendet , , . Du kannst die Kommentare zu diesen Eintrag durch den RSS 2.0 Feed verfolgen. Kommentare und Pings sind derzeit nicht erlaubt.

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