Das Erbgut von Hirnzellen ist offenbar weniger homogen als bisher vermutet: Die Nervenzellen im Gehirn eines einzelnen Menschen unterscheiden sich deutlich in den sogenannten repetitiven DNA-Sequenzen, haben Forscher um Nicole Coufal vom Salk-Insitut in La Jolla herausgefunden. Unter diesen Sequenzen werden bestimmte Abschnitte im Erbgut verstanden, die sich mehrmals wiederholen und denen Wissenschaftler bisher keine große Bedeutung für den menschlichen Organismus beigemessen haben. Die nun beobachteten großen Unterschiede in diesen Sequenzen werfen neues Licht auf die Evolution des menschlichen Gehirns und auf die Entstehung von Individualität.
Das Genom jeder Zelle bleibt nach ihrer Frühentwicklung normalerweise konstant. Die Ausnahme bilden spezialisierte Zellen des Immunsystems. Ihre Aufgabe besteht im Erkennen von Antigenen und der Bildung kompatibler Antikörper. Sie sind deshalb darauf angewiesen, variabel zu bleiben, um die Bandbreite möglicher Antikörper zu erhöhen. Alle anderen Zellen verändern ihr Erbgut bis kurz nach ihrer Bildung, dann jedoch nicht mehr. Es gibt also kleine Unterschiede zwischen Körperzellen derselben Person, im Großen und Ganzen sind sie aber identisch.
Das internationale Team um Coufal hat nun auch bei Hirnzellen eine unerwartet große genetische Diversität gefunden. Die untersuchten Zellen stammten unverkennbar vom selben Individuum, unterschieden sich bei den repetitiven DNA-Abschnitten aber sowohl untereinander als auch von Herz- und Leberzellen. Die Rolle dieser Abschnitte ist bisher jedoch noch unklar. Forscher halten sie für wichtig bei niederen Organismen wie Hefen oder Pflanzen, aber für eher unbedeutend für den Menschen, obwohl die menschliche DNA zu rund 50 Prozent aus repetitiven Elementen besteht. Die repetitiven Sequenzen wurden daher ähnlich dem Blinddarm als Überbleibsel der Evolution angesehen.
Die Ergebnisse werfen ein neues Licht auf die Rolle der repetitiven Sequenzen, die offenbar wichtiger sind als bisher angenommen. Zudem können die Resultate neue Einblicke in Hirnentwicklung und Entstehung neuronaler Erkrankungen und Alterungsprozesse geben. Auch können sie Erklärungsansätze liefern, wie die Individualität von Menschen entsteht. Diese hat ihren Ursprung zwar unter anderem im Gehirn, genaueres können bisher aber weder Neurobiologen noch Genetiker sagen.
Nicole Coufal (Salk Institut in Kalifornien) et al.: Nature , doi: 10.1038/nature08248. ddp/wde – Martina Bisculm
