Genetik : Das erste Genom eines Schwarzen sequenziert

Hartmut Wewetzer
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Puzzle gelöst. Erstmals kennt man das komplette Erbgut eines Afrikaners.Foto: ddp

An einen Zufall mag man da kaum glauben. Heute, am zweiten Tag nach der Wahl des ersten schwarzen amerikanischen Präsidenten veröffentlicht das Wissenschaftsmagazin „Nature“ eine Studie, in der ein internationales Forscherteam über die erstmalige Entzifferung des Genoms eines anonymen schwarzen Afrikaners vom Volk der Yoruba aus Nigeria berichtet. Bisher waren nur die Erbgut-Sequenzen zweier Weißer veröffentlicht worden, der US-Genforscher James Watson und Craig Venter. Und in der gleichen Ausgabe von „Nature“ präsentieren Pekinger Wissenschaftler das erste Genom eines Chinesen.

Nicht nur in der Politik, auch in der Forschung brechen so neue Zeiten an. Das liegt nicht nur an der Hautfarbe der Menschen, deren Erbinformation nun entziffert wurde. Sondern vor allem an der Technik, mit der die Sequenzierung der drei Milliarden biochemischen Buchstaben menschlicher Erbinformation, im Zellkern als DNS gespeichert, erfolgte.

Die neue „Illumina“-Methode der britischen Firma Solexa ist schneller und billiger als das bisherige Verfahren. Sie basiert auf dem Genchip-Verfahren. Dabei wird das aus Blutzellen gewonnene Erbgut in kurze Abschnitte zerteilt. Diese Erbgutschnipsel werden dann auf kleinen Plättchen vermehrt und mit Hilfe fluoreszierender Farbstoffe markiert („illuminiert“) und gelesen. Im Computer werden die kurzen Abschnitte dann wieder zu einem großen Bild und einer zusammenhängenden Sequenz zusammengefügt. Das ist möglich, weil es bereits erste menschliche „Mustergenome“ gibt, die als Vergleichsmaßstab dienen.

Die Entzifferung kostete eine halbe Million Dollar

Die Entzifferung des ersten menschlichen Genoms im Jahr 2001 dauerte Jahre und kostete fast drei Milliarden Dollar. Die Forscher, die nun den ersten Afrikaner und den ersten Chinesen „entzifferten“, brauchten nur zwei Monate. Die Kosten beliefen sich auf weniger als eine halbe Million Dollar, wie die chinesischen Forscher berichten.

Das ist zwar immer noch eine Stange Geld, aber bereits ein großer Schritt in Richtung auf das „1000-Dollar-Genom“. Ein solches „Genom für jedermann“ ist das erklärte Ziel ehrgeiziger Biotechniker vor allem in den USA. Flankiert wird es vom „1000-Genom-Projekt“, das Anfang des Jahres ins Leben gerufen wurde. Amerikaner, Briten und Chinesen haben es sich darin zur Aufgabe gemacht, die Erbinformation von mindestens 1000 Teilnehmern verschiedener ethnischer Gruppen zu sequenzieren und damit die Vielfalt des Menschen auch anhand seiner Erbgut-Informationen abzubilden. Dieser „Club der 1000“ hat nun seine ersten zwei Mitglieder.

Die Wissenschaftler erhoffen sich ein tieferes Verständnis der genetischen Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Einzelpersonen und ethnischen Gruppen. Sie wollen das Zusammenspiel zwischen Genen und anderen Bestandteilen der Zelle und der Umwelt besser verstehen– und damit auch das Entstehen von Krankheiten.

Erstmals Unterschied zwischen gesunden und kranken Zellen analysiert

Ein Schritt in diese Richtung ist eine Studie der Washington-Universität in St. Louis, die ebenfalls in „Nature“ erscheint. Wissenschaftler um den Genomforscher Richard Wilson entzifferten mit der Illumina-Technik das Erbgut einer Frau in den Fünfzigern, die an akuter myeloischer Leukämie (AML) erkrankt war, einer Form von Blutkrebs. Zugleich sequenzierten die Forscher das Erbgut der Krebszellen. So konnten sie genetische Unterschiede zwischen gesunden und kranken Zellen feststellen – ein umfassender, bislang einmaliger Vergleich.

Die Wissenschaftler entdeckten zehn genetische Veränderungen (Mutationen) in den Krebszellen, die offenbar für die AML von Bedeutung waren. Acht von ihnen traten in Erbanlagen auf, die bis dahin niemals mit der AML in Verbindung gebracht worden waren. Auch bei 187 weiteren AML-Patienten fand sich kein Hinweis auf eine Mutation in diesen acht Genen. Das zeigt, wie wenig man bisher trotz aller Anstrengungen über die genetischen Ursachen von Krebs weiß. Aber es ist ein Schritt nach vorn. Auch wenn die Wissenschaftler der Frau nicht helfen konnten: Sie starb an ihrer Krankheit.

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