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Genomsequenz Warum gebären Weißbüschelaffen fast nur Zwillinge?

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

In einer aktuellen Studie sequenzierte und analysierte ein internationales Forschungsteam, darunter die Bioinformatikerin Carolin Kosiol von der Vetmeduni Vienna, das gesamte Genom des Weißbüschelaffen. Damit wurde erstmals die gesamte DNA eines Neuweltaffen sequenziert. Über Vergleichsanalysen mit anderen Affengenomen fand das Forschungsteam genetische Grundlagen des Kleinwuchses und der besonderen Fortpflanzungsbiologie der Kleinstaffen.

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In Östereich leben Weißbüscheläffchen beispielsweise im Haus des Meeres in Wien.
In Östereich leben Weißbüscheläffchen beispielsweise im Haus des Meeres in Wien.
(Bild: Hans Novak/Haus des Meeres )

Wien/Österreich – Der Weißbüschelaffe gehört zu den so genannten Neuweltaffen beheimatet in Südamerika. Diese sind genetisch weiter entfernt vom Menschen als die Menschenaffen und die Makaken, deren Genome bereits sequenziert wurden. „Gerade diese genetische Distanz und die besondere Position der Neuweltaffen im Primatenstammbaum liefert nun wichtige Erkenntnisse über die evolutionären Wurzeln des Menschen“, so Kosiol.

Die Weißbüschelaffen, oder –äffchen, gehören zur Familie der Krallenaffen. Sie leben ausschließlich in Südamerika und sind nur etwa 20

Genetische Grundlagen des Kleinwuchses

Das internationale Team um Humangenetikerin Kim Worley vom Baylor College of Medicine in Texas, USA, untersuchte im Rahmen der Studie die genetischen Grundlagen des Kleinwuchses bei den Weißbüschelaffen. Die Fachleute verglichen DNA-Sequenzen verschiedener Affenarten und fanden bestimmte Gene, die einer positiven Selektion unterliegen. Diese Gene evolvieren besonders schnell, das heißt, die Rate der protein-verändernden Mutationen ist höher als die Rate der Mutationen die keine Veränderung der Proteinfunktion verursachen. Dies ist ein Hinweis darauf, dass diese Gene einem besonders hohen Selektionsdruck unterliegen ihre Funktion zu verändern und damit den Organismus an neue Umweltbedingungen anzupassen. Beispielsweise unterliegt eine Gruppe von Wachstumshormon-Genen (GH-IGF) dieser positiven Selektion und ist vermutlich für den Kleinwuchs der Affen verantwortlich. Zusätzlich wurden auch Spuren der positiven Selektion auf Stoffwechsel- und Körpertemperaturgene, die in Verbindung mit einer kleinen Körpergröße stehen, gefunden.

Die Genetik der Zwillingsgeburten erforscht

Die Studie liefert auch ein besseres Verständnis von Zwillingsgeburten. Im Unterschied zum Menschen gebären Weißbüschelaffen fast ausschließlich Zwillinge. Zwillingsgeburten bei Weißbüschelaffen laufen im Gegensatz zum Menschen ohne Komplikationen ab.

Die Experten identifizierten das sogenannte WFIKKN1-Gen, das mit Zwillingsgeburten assoziiert sein dürfte. „Die Mutationen, die das Weißbüschel-Gen aufweist, waren wahrscheinlich der entscheidende ‚Schalter‘, der von den in Primaten üblichen Einzel- zu Zwillingsgeburten geführt hat “, so Kosiol. Die Erkenntnisse könnten auch zu einem besseren Verständnis von Mehrlingsschwangerschaften beim Menschen beitragen.

Weißbüschelaffen-Zwillinge sind grundsätzlich zweieiig, entstehen also aus zwei unterschiedlichen Eizellen, die sich genetisch unterscheiden. Allerdings besitzen diese Zwillinge immer einen 10 bis 50-prozentigen Anteil der Blutzellen ihres Geschwister-Zwillings. Die Zwillinge tauschen also bereits im Uterus Blutstammzellen aus und werden so zu genetischen Chimären, eine Besonderheit der Weißbüschelaffen. „Die Genetik der Primaten ist besonders interessant für unser Verständnis der Evolution von Primaten, Menschen und der Arten im Allgemeinen“, erklärt Co-Autorin Carolin Kosiol. „Die Evolution hat Spuren im Genom hinterlassen, durch den Vergleich von Genomen können wir diese nun erforschen.“

Originalpublikation: Kim C Worley, Wesley C Warren, Jeffrey Rogers, Devin Locke, Donna M Muzny, Elaine R Mardis, George M Weinstock, Suzette D Tardif, Kjersti M Aagaard, Nicoletta Archidiacono, Nirmala Arul Rayan, Mark A Batzer, Kathryn Beal, Brona Brejova, Oronzo Capozzi, Saverio B Capuano, Claudio Casola, Mimi M Chandrabose, Andrew Cree, Marvin Diep Dao, Pieter J de Jong, Ricardo Cruz-Herrera del Rosario, Kim D Delehaunty, Huyen H Dinh, Evan E Eichler et al.; The common marmoset genome provides insight into primate biology and evolution; Nature Genetics 2014; doi:10.1038/ng.3042

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