Genetik: Egoistische Zellen geben in Hoden den Ton an

Forscher haben menschliche Hoden unter die Lupe genommen, um eine Erklärung dafür zu finden, dass Väter mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Mutation, die eine Erkrankung verursacht, an ihre Kinder weitergeben.

Das Apert-Syndrom, das mit Fehlbildungen des Schädels, der Finger und Zehen einhergeht, tritt einmal unter 150.000 Lebendgeburten auf. Betroffene Männer haben in aller Regel keine Kinder, so dass die große Mehrzahl der Fälle nicht ererbt, sondern das Ergebnis einer Spontanmutation ist.

Wissenschaftlern war es ein Rätsel, wieso die Mutation, die das Apert-Syndrom verursacht - eine winzige Veränderung in der DNA-Sequenz eines Gens, das an der Knochenentwicklung beteiligt ist -, 100-1.000 Mal häufiger auftritt als es bei einer zufälligen Mutation zu erwarten wäre.

Genetiker hatten bislang zwei Erklärungen dafür, dass dieser ungewöhnlich gewöhnliche Defekt mit der Bezeichnung C755G so oft auftaucht: Entweder treten am Genort von C755G häufig Fehler beim Ablesen des DNA-Strangs auf (die "Mutationshotspot-Theorie"), oder der Defekt bringt einen Vorteil beim Zellwachstum mit sich, durch den die mutierten Zellen andere aus dem Rennen werfen und die Spermienproduktion übernehmen (das Modell der egoistische Zellen).

2003 wiesen Andrew Wilkie und seine Kollegen an der Universität Oxford nach, dass ältere Männer die Mutation eher weitergeben als jüngere. Die schien für das Modell der egoistischen Zellen zu sprechen, denn mutierte Spermien produzierende Zellzentren in den Hoden nehmen mit dem Alter des Mannes zu (1).

Nun erklären Wissenschaftler um Norman Arnheim von der University of Southern California in Los Angeles, dass sie mit einer neuen Herangehensweise die "Hotspottheorie" definitiv von der Liste gestrichen hätten - sie zerschnitten Hoden in nahezu 200 Stücke.

Spermienkarte

Auch wenn es unkonventionell klingt, ermöglichte die sorgfältige Analyse dieser kleinen Gewebeteile es den Biologen, ein dreidimensionales Modell zu erstellen, aus dem hervorgeht, wo in den Hoden zweier Männer die Spermien produzierenden Zellen mit der C775G-Mutation liegen.

Sie sind nicht etwa über den gesamten Hoden verteilt, wie man es bei zufällig auftretenden Mutationen erwarten würde, sondern ballen sich in so genannten Clustern zusammen, berichten die Forscher in PloS Biology . Ein Computermodell bestätigte, dass dies nicht passieren würde, wenn eine simple Mutation vorläge. "Wir haben die Mutationshotspot-Theorie widerlegt", sagt Arnheim.

Stattdessen passt es hervorragend zum Modell der egoistischen Zellen - wenn C775G eine Spermienvorläuferzelle dazu anregt sich zu teilen, beginnt eine Gruppe mutierter Zellen sich zu entwickeln und tausende Spermien zu produzieren, die die Mutation, die das Apert-Syndrom verursacht, mit sich bringen.

Wilkie ist der Ansicht, dass die jüngste Studie der Vorstellung von egoistischen Zellen, die sich in den Hoden ausbreiten, eine neue Dimension hinzufügt. Er fügt hinzu, dass die Vorgänge in den Hoden Parallelen zum Krebsgeschehen aufweisen, wo kritische Mutationen unkontrollierte Zellteilung verursachen. Tatsächlich wurde die C775G-Mutation kürzlich in Schleimhauttumoren des Uterus nachgewiesen, was sie dort anstellen, ist jedoch nicht klar.

(1) Goriely, A., McVean, G. A. T., Röjmyr, M., Ingemarsson, B., Wilkie, A. O. M., Science 301 , 643-646 (2003).

Dieser Artikel wurde erstmals am 28.8.2007 bei news@nature.com veröffentlicht. doi:10.1038/news070827-1. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd

Mary Muers