Hautzellen nutzen ein Koordinatensystem, um ihre Position im Körper zu bestimmen und daraus ihre persönlichen Aufgaben abzuleiten: Genauso wie jeder Punkt der Erde durch Breitengrad, Längengrad und Höhe eindeutig definiert ist, ist auch die Position jeder Zelle durch einen dreiteiligen genetischen Code festgelegt, haben amerikanische Forscher entdeckt. Auf diese Weise wissen etwa die Zellen der Kopfhaut ganz genau, dass sie am Kopf lokalisiert sind und Haare zu produzieren haben, wohingegen die Hautzellen der Handflächen aus dem ihnen zugeordneten Code ablesen, dass sie auf keinen Fall Haare bilden sollen. Die Entdeckung könnte helfen, die Wundheilung zu verbessern und maßgeschneiderte Hauttransplantate herzustellen, so die Forscher.
Obwohl die menschliche Haut praktisch am ganzen Körper aus den gleichen Zellbausteinen besteht, ist ihre Erscheinung von Körperteil zu Körperteil sehr unterschiedlich. So sind manche Hautpartien beispielsweise von einem dichten Haarkleid bedeckt, während andere dicke Hornhautschichten, Schweißdrüsen oder die Rillen der Fingerabdrücke bilden. Wie die jeweiligen Zellen entscheiden, welche Art von Haut sie werden sollen, ist dabei bislang nur teilweise bekannt. Einige Forscher vermuten etwa, dass neu ankommende Zellen die Informationen von ihren bereits sesshaften Nachbarn erhalten. Andere vertreten dagegen eher die Ansicht, dass jede Zelle ihre Position anhand eines internen Positionierungssystems selbst bestimmen kann.
Auf der Suche nach einem solchen Positionierungssystem isolierten John Rinn und seine Kollegen nun Hautzellen von 40 verschiedenen Körperteilen und verglichen, welche Gene in welchen Zellen an- oder abgeschaltet waren. Das Ergebnis: Die verschiedenen Hautzellen unterschieden sich in der Aktivität von fast 400 Erbgutabschnitten. Zusammen bilden diese Unterschiede einen Code, der einem Koordinatensystem ähnelt, zeigte eine genauere Analyse. So ist beispielsweise bei allen Zellen der oberen Körperhälfte ? Arme, Kopf und Brust ? eine Gruppe von Genen angeschaltet, die bei Zellen der unteren Körperhälfte inaktiv sind. Eine andere Genfraktion bestimmt, ob die Zellen dem Körperzentrum zu- oder abgewandt sind und eine dritte Gruppe teilt den Zellen mit, ob sie innen oder außen liegen.
Dieser Dreifachcode ist nach Ansicht der Forscher allerdings zu grob, um als einziges Positionierungssystem zu dienen. Er reiche jedoch aus, um einige grundlegende Eigenschaften der Hautzellen festzulegen: Wenn beispielsweise nach einer Verbrennung Hautstücke für die Handflächen benötigt würden, könnte mithilfe des richtigen Schaltplans für die zuständigen Gene ein Transplantat mit den exakt passenden Eigenschaften maßgeschneidert werden. Als nächstes wollen die Forscher nun nach weiteren Koordinaten suchen, die die noch sehr grobe Zellkarte detailreicher machen.
John Rinn (Stanford University) et al.: PLoS Genetics, Bd. 2, S. e119 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
