Erbgut des Zebrafischs entziffert

Im Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Dresden schwimmen Zebrafische als Modellorganismen für die genetische und molekularbiologische Untersuchung der Embryonalentwicklung im Aquarium.

Forscher haben das Erbgut eines der wichtigsten Versuchstiere entziffert – das des Zebrafischs. Etwa siebzig Prozent der menschlichen Gene hätten mindestens ein Pendant in dem Tier, berichtet ein internationales Forscherteam im britischen Fachjournal „Nature“. Das mache den rund fünf Zentimeter langen Fisch zu einem wertvollen Versuchstier für die Untersuchung menschlicher Krankheiten, sagte Studienleiter Derek Stemple vom Wellcome Sanger Trust Institute im britischen Cambridge.

Mensch und Maus

Unter den Wirbeltieren ist nach Institutsangaben bislang nur das Erbgut von Mensch und Maus in einer ebenso hohen Qualität bekannt wie nun das vom Zebrafisch. Mit mehr als 26 000 Genen sei das Erbgut des Fisches zudem das größte bisher entzifferte Wirbeltiergenom.

Ein weiteres Forscherteam um Stemple konnte in über 3000 Genen des Fischs Mutationen finden oder erzeugen, die menschlichen Krankheitsgenen entsprechen. Darüber berichten die Wissenschaftler in einem zweiten Artikel in „Nature“.

„Mit dem Wissen aus dem Genom des Fisches können wir besser verstehen, wie Veränderungen in unseren Genen zu Krankheiten führen“, kommentierte die Nobelpreisträgerin Christiane Nüsslein-Volhard vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen, die an der Entzifferung des Genoms beteiligt war. „Unser Ziel ist die menschliche Gesundheit“, sagte Stemple. Die Entstehung vieler Krankheiten lasse sich an dem Fischgenom viel eher studieren als etwa beim Menschen.

Zebrafisch hat nur wenige Pseudogene

Bei aller Ähnlichkeit zwischen den Genen von Fisch und Mensch gibt es nach Angaben der Forscher aber auch einige bedeutende Differenzen. So habe der Zebrafisch nur sehr wenige sogenannte Pseudogene. Das sind Gene, von denen die Forscher annehmen, dass sie im Verlauf der Evolution ihre Funktion verloren haben. Während beim Zebrafisch nur 154 davon gefunden worden seien, habe der Mensch über 13 000 dieser evolutionären Überreste. Die große Ähnlichkeit der Gene zum Menschen insgesamt zeige dennoch, wie nah sich die Arten als Wirbeltiere stehen. Zudem habe das Genom des Zebrafisches etwa doppelt so viele mehrfach vorhandene Gene wie der nahe verwandte Karpfen.

„Um zu ermessen, welche Bedeutung der Zebrafisch für die Erforschung der menschlichen Gesundheit haben kann, müssen wir sein Genom insgesamt betrachten, mit allen Ähnlichkeiten und Unterschieden zu unserem eigenen“, erläuterte Nüsslein-Volhard.

Seit langem ein Forschungsobjekt

Der Zebrafisch (Danio rerio) seit langem ein Forschungsobjekt für Entwicklungsbiologen, da er sich leicht und in großen Mengen züchten lässt und seine Jungformen fast durchsichtig sind. Daher können Forscher jede Veränderung durch Mutationen leicht und oft bis auf die Ebene der Zellen erkennen. Forschungen am Zebrafisch hätten bereits zu Erkenntnissen über die genetischen Ursachen der Muskeldystrophie und die Entwicklung von Hautkrebs geführt, berichtete das Wellcome Trust Sanger Institut. Die Daten des Forscherteams sollen künftig Wissenschaftlern auf der ganzen Welt offen stehen.

Nach Angaben des Bundesagrarministeriums ist die Zahl der als Versuchstier eingesetzten Wirbeltiere in Deutschland von 2000 bis 2011 von 1,8 Millionen auf 2,9 Millionen gestiegen. Allein 730 000 der Versuchstiere, darunter 16 000 Fische, waren 2011 genetisch verändert, Tendenz steigen.