Auf der Jagd nach krankmachenden Genen

„Mit Notizblock und Kugelschreiber ist das nicht mehr zu machen“, sagt Professor André Reis. Der Forscher vom Max-Delbrück-Centrum (MDC) in Berlin-Buch ist auf der – computergestützten – Jagd nach Genen. Genen, die mitverantwortlich sind für Krankheiten wie Asthma, Schuppenflechte oder Epilepsie.

Die Suche danach gleicht allerdings einer Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen: Denn wo verstecken sich in den etwa drei Milliarden Bausteinen des menschlichen Erbguts jene Gene, die zur Krankheit führen können?

Bei ihrer Gen-Fahndung macht sich die Forschergruppe von Reis besondere Abschnitte des Erbmaterials zu Nutze, die wie Bojen im Meer Orientierung schaffen: die „Mikrosatelliten“. Mikrosatelliten sind kurze, im gesamten Erbgut vorhandene DNA-Stücke, die sich von Mensch zu Mensch unterscheiden und wie Markierungsfähnchen zugehörige Gen-Bereiche kennzeichnen. Ein eigenes Speziallabor – das „Mikrosatellitenzentrum“ – wurde am MDC gegründet, um mit Hilfe dieser Gen-Marker unbekannten Krankheitsgenen auf die Spur zu kommen.

Dazu vergleichen die Wissenschaftler beispielsweise die Mikrosatelliten von rund 200 Familien, in denen ein Geschwisterpaar an derselben Krankheit leidet. Die Überlegung dabei ist folgende: Da sich die Gene der Eltern bei der Fortpflanzung stets neu vermischen, ist das Erbgut von Geschwistern im Schnitt nur zu 50 Prozent identisch. Bei Geschwistern mit demselben Leiden müssten jedoch genau jene Gen-Bereiche regelmäßig übereinstimmen, in denen Krankheitsgene versteckt sind. Entsprechend müssten sich identische Mikrosatelliten finden, die diese verdächtigen Gen-Bereiche markieren.

„Bei Asthmatikern konnten wir mit der Mikrosatelliten-Technik mehrere DNA-Regionen identifizieren, die mit der Krankheit in Zusammenhang zu stehen scheinen“, sagt Reis. Diese Abschnitte des Genoms könnten nun einer Feinanalyse unterzogen werden, um die mutmaßlichen Krankheitsgene im Detail zu entschlüsseln. Auch das Erbgut von Patienten mit Schuppenflechte, Epilepsie und Neurodermitis durchsuchen die Forscher am Mikrosatellitenzentrum nach verdächtigen Gen-Regionen.

„Rund 300 000 Einzelinformationen fallen bei der genetischen Analyse von 200 betroffenen Familien an“, so Reis. Um die Datenmassen in den Griff zu kriegen, benutzen die Wissenschaftler Computerprogramme mit klangvollen Namen wie „gene hunter“ – „Gen-Jäger“.

Längst ist für die Genforschung, wie sie André Reis betreibt, ein eigener Wissenschaftszweig unerlässlich geworden: die Bioinformatik. Nicht nur in der Grundlagenwissenschaft, sondern auch bei klinischen Studien „wird die Bioinformatik ein Standard werden“, glaubt Professor Jens Reich, Leiter der Abteilung für Bioinformatik am MDC. Vor allem seit den 90er-Jahren, seitdem das menschliche Erbgut weltweit systematisch entschlüsselt wird, „ist der Fachbereich explodiert“, sagt Reich.

Doch nicht allein, um Datenmassen zu verwalten, ist die Bioinformatik wichtig. „Mit der Bioinformatik lassen sich neue Hypothesen aufstellen, die dann wiederum in Studien getestet werden können“, erläutert Reich. Bioinformatiker würden beispielsweise Programme entwickeln, um in den im Internet zugänglichen Gen-Datenbanken zu surfen. Durch den computergestützten Vergleich und die mathematische Analyse der darin gespeicherten Informationen könnten dann ganz neue Zusammenhänge aufgedeckt werden.

In einem Projekt der eng mit dem MDC kooperierenden Franz-Volhard-Klinik sollen beispielsweise die Auswirkungen des genetischen Netzwerks auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen enträtselt werden. Durch Erbgut-Analysen bei Zwillingen konnten verschiedene „Kandidatengene“ entdeckt werden, „die möglicherweise den Cholesterin-Stoffwechsel ungünstig beeinflussen“, so Reich. Umgekehrt seien die Forscher auch einem Gen auf der Spur, das bei Arterienverkalkung einen Schutzeffekt haben könnte.

„Vielleicht wird es mit diesem Wissen in den nächsten Jahren gelingen, Risikopässe für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu erstellen“, hofft Reich. Dies könnte dann – auf jeden einzeln individuell abgestimmt – die Verhütung der Krankheiten verbessern.

„Die Bioinformatik ist eine integrierende Disziplin“, sagt Jens Reich. Mit ihrer Hilfe würden wissenschaftliche Einzeldaten zueinander in Beziehung gesetzt – eine Voraussetzung, um die Funktion der Gene zu verstehen. Erst durch die Vernetzung entstünden oft neue Erkenntnisse, so Reich. „Bioinformatik macht Wissen verfügbar, das anders nicht zugänglich gewesen wäre.“

Quelle: Berliner Morgenpost, 18. September 1999

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