Eine Weiche für die Artbildung

Donnerstag, 11. Dezember 2008, 20:00 • Rubrik Biologie, Genetik.

Maulesel und Maultier sind bekannte Beispiele für Nachkommen verschiedener Tierarten, die sich selbst nicht weiter fortpflanzen können. Prager Forschern ist es erstmals gelungen, bei Wirbeltieren eines der für diesen Effekt verantwortlichen Gene aufzuspüren. Das Gen steuert bei Mäusen die Bildung der Spermien, scheint bei Mischlingen zwischen zwei Unterarten der Hausmaus aber nicht korrekt zu arbeiten.

Foto: Roger McLassus (Gnu FDL)

Als Resultat produzieren männliche Hybride keine Spermien, während ihre Schwestern sehr wohl fruchtbar sind, beobachteten die Forscher um Jiří Forejt von der Tschechischen Akademie der Wissenschaften. Diese Hybridsterilität könnte das erste Anzeichen eines Prozesses sein, der von zwei Unterarten zu genetisch vollständig getrennten Arten führe, schreibt die Gruppe im Magazin “Science”.

Als Trittstein auf dem Weg zur Artbildung ist die Hybridsterilität für Züchter und vor allem für Evolutionsbiologen interessant. Allerdings sind bis heute erst drei verantwortliche Gene gefunden worden, und zwar sämtlich bei der Taufliege Drosophila. Forejt und Kollegen hatten zwar schon in den 70er-Jahren einen größeren Erbgutabschnitt bei Mäusen eingekreist, der ein solches Speziationsgen enthält. Doch erst jetzt gelang es ihnen, dieses Gen zu identifizieren.

Die Wissenschaftler kreuzten zwei Laborstämme der Hausmaus (Mus musculus), die auf verschiedene Unterarten zurückgehen und zusammen nur sterile Hybridmännchen produzieren. In die resultierenden Embryonen schleusten sie künstliche Chromosomen mit unterschiedlichen Teilen des fraglichen Erbgutabschnitts ein – übernommen allerdings von einem dritten Mäusestamm, der mit anderen Stämmen fruchtbare Nachkommen hervorbringt. Tatsächlich produzierte ein Teil der männlichen Hybride daraufhin wieder Spermien. Es zeigte sich, dass Varianten des Gens Prdm9 den Unterschied zwischen fruchtbar und steril ausmachen.

Prdm9 trägt die Information für ein Protein, dass wiederum andere Gene aktiviert. Dazu lagert es sich an die entsprechenden Erbgutabschnitte an, lockert deren Struktur auf und macht sie so zugänglich für die genetische Lesemaschinerie der Zelle. Zu den so regulierten Genen gehört auch eines, das bei männlichen Mäusen an der Bildung der Samenzellen beteiligt ist. In den sterilen Hybriden wird es nicht aktiviert, fanden Forejt und Kollegen. Offenbar kommen sich die Prdm9-Varianten der beiden Unterarten hier derart ins Gehege, dass sie ihre Funktion nicht mehr ausüben können. Wie genau das geschieht, ist aber noch unklar.

Forschung: Ondřej Mihola, ZdenÄ�k Trachtulec und Jiří Forejt, Institute of Molecular Genetics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Prag; und andere

Online-Veröffentlichung Science, 11. Dezember 2008, DOI 10.1126/science.1163601

WWW:
Mouse Molecular Genetics, Jiří Forejt
Speciation
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