Wissenschaft
Alleskönner-Gen steuert Gehirn und Fortpflanzung
Das Gen ASPM ist Evolutionsgenetikern schon länger bekannt. Das Gen hat sich in der Entwicklung des Menschen kontinuierlich verändert. Bisher glaubten die Forscher, dass dies damit zusammenhängt, weil Aspm mit der Größe des Gehirns zusammenhängt. So haben sich diejenigen Genvarianten durchgesetzt, die ein größeres Gehirn zur Folge hatten. Doch jetzt haben Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden in Zusammenarbeit mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie in Leipzig festgestellt, dass ASPM gleichzeitig für eine erhöhte Fruchtbarkeit sorgt. Das stellt die Evolution auf neue Füße, schreiben sie im Fachblatt PNAS (Online-Vorabveröffentlichung, 6. September 2010).
Gehirn und Geschlechtsorgane sind beim Menschen nicht nur räumlich weit voneinander entfernt. Auch hinsichtlich ihrer biologischen Funktion und ihres Aufbaus haben sie wenig gemeinsam. Umso mehr staunten Max-Planck-Forscher aus Dresden und Leipzig, als sie herausfanden, dass ein Gen sowohl die Gehirnentwicklung als auch die Funktion von Hoden und Eierstöcken steuert. Mäuse mit einer defekten Variante des Gens ASPM, bilden nämlich nicht nur ein kleineres Gehirn, bei ihnen nimmt auch die Fruchtbarkeit deutlich ab.
Ist das Gen ASPM beim Menschen defekt, kann das zu Mikrozephalie führen: Betroffene entwickeln einen deutlich kleineren Kopf und ein kleineres Gehirn. Der Name des Gens, das die Forscher um Wieland Huttner vom Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden in Zusammenarbeit mit Wolfgang Enard und Svante Pääbo vom Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie in Leipzig näher untersuchten, weist auf den Zusammenhang hin: "Abnormal spindle-like microcephaly-associated". Mäuse, deren ASPM-Gen von den Forschern durch genetische Maßnahmen ausgeschaltet wurde, hatten bei der Geburt verkleinerte Gehirne, wenn auch nicht von so dramatischem Ausmaß, wie das bei Menschen mit einem ASPM-Defekt der Fall ist.
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Kleines Hirn und kleine Hoden
Im Verlauf der Studie gestaltete sich die Aufzucht der genveränderten Mäuse überraschend schwierig - sie hatten deutlich weniger Nachkommen. Dem gingen die Forscher nach und haben quantitativ nachgewiesen, dass Mausweibchen mit mutiertem ASPM-Gen auffallend weniger Schwangerschaften und kleinere Würfe hatten. Das lag daran, dass ihre Eierstöcke teilweise drastisch verkleinert waren. Auch die Mausböcke wurden analysiert: Die Anzahl der Spermien in den Nebenhoden der genveränderten Mäuse war zehnmal so niedrig wie bei Wildtyp-Mäusen. Die Erklärung dafür: Ein Ausfall von ASPM stört auch die Keimbahn der Mäuse. Die sich daraus entwickelnden Geschlechtsorgane zeigen deutliche Defizite: Wie die Eierstöcke bei den Weibchen sind die Hoden der Männchen nur eine Miniaturausgabe der Normalversion.
Schlauer oder einfach nur fruchtbarer?
Diese Beobachtungen werfen nun weitere Fragen auf, die es zu klären gilt: Ist etwa auch bei Menschen, die aufgrund einer ASPM-Mutation von Mikrozephalie betroffen sind, eine Störung der Geschlechtszellen-Entwicklung und somit eine Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit festzustellen? Auch die Frage, wie sich das Gen Aspm im Laufe der Evolution entwickelt hat, welche Rolle es bei der Entwicklung der Menschenaffen und des Menschen gespielt hat, wird neu zu untersuchen sein. Die Entdeckung stellt eine Annahme der Evolution auf den Kopf: Bisher wurde angenommen, dass sich das ASPM-Gen im Laufe der Primaten-Evolution deshalb verändert hat, weil neue Varianten für ein größeres Gehirn stehen und Primaten mit größeren Gehirnen sich evolutionär durchsetzen. Die neuen Ergebnisse lassen aber auch den Schluss zu, dass die so genannte positive Selektion des ASPM-Gens eine höhere Fruchtbarkeit der Träger entsprechender Aspm-Varianten widerspiegelt und damit direkt für die evolutionärte Verbreitung dieser Variante sorgt.
