Posted in: Genetik, Medizin 14. Juni 2013 07:00 Weiter lesen →

Mittelalterliches Lepra-Genom entschlüsselt

Alle nordamerikanischen Lepra-Stämme haben wahrscheinlich einen europäischen Ursprung. Sie sollen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückgehen, der vor weniger als 4000 Jahren auftrat. Zu diesem Schluss kommt eine Forschergruppe, die ein Dutzend mittelalterliche und moderne Lepra-Genome analysierte.

Wichtiger Bestandteil der Untersuchung war die außergewöhnlich gut erhaltene DNA der mittelalterlichen Krankheitserreger. Aus fünf mittelalterlichen Skeletten, die in Dänemark, Schweden und Großbritannien ausgegraben wurden, konnten die kompletten Genome des Erregers Mycobacterium leprae rekonstruiert werden. Zusätzlich wurde auch entsprechendes Erbgut aus sieben Biopsie-Proben heutiger Patienten entschlüsselt. Das internationale Projekt leiteten Wissenschaftler der Universität Tübingen; die Ergebnisse stellen sie jetzt im Magazin „Science“ vor.

Die Forscher verglichen die mittelalterlichen Genome aus Europa mit den sieben Biopsie-Stämmen und vier weiteren modernen Stämmen aus aller Welt und stellten fest, dass alle M. leprae Stämme einen gemeinsamen, kaum 4000 Jahre alten Vorfahren haben. Etwa gleich alte genetische Funde hatten Wissenschaftler bereits in Indien analysieren können.

Schaedel_Lepra-Kranke_Uni-Kiel_300 Schädel einer etwa 25-jährigen, an Lepra erkrankten Frau vom mittelalterlichen Friedhof St. Jørgense. Foto: Ben Krause-Kyora / Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Die neue Untersuchung deute auf eine außergewöhnlich geringe genomische Veränderung der Bakterien innerhalb der letzten 1000 Jahre hin, sagen die Forscher. Ein M. leprae Genotyp, der im Mittelalter in Europa vorgekommen sei, trete heute im mittleren Osten auf. Ein anderer mittelalterlicher Stamm aus Europa weise eine frappierende Ähnlichkeit mit modernen Stämmen auf, die heute in Gürteltieren und Lepra-Kranken in Nordamerika gefunden werden. Dies deute auf einen europäischen Ursprung der amerikanischen Leprastämme hin.

Vor allem in einem Skelett aus Dänemark war die DNA des Krankheitserregers „war die DNA des Krankheitserregers außergewöhnlich gut erhalten“, wie Almut Nebel von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel berichtet, „obwohl die Erkrankung bei der etwa 25 Jahre alten Frau gar nicht so stark ausgeprägt war“. Das Erbgut konnte aus den Zähnen der Leprakranken gewonnen werden. „Diese herausragend erhaltene DNA ermöglicht es zum ersten Mal, ein Genom eines historischen Krankheitserregers von Grund auf neu zusammenzusetzen“, sagt Verena Schünemann vom Institut für Naturwissenschaftliche Archäologie der Universität Tübingen.

Fast die Hälfte der DNA des dänischen Skeletts soll vom M. leprae Bakterium stammen. Dies sei die vielfache Menge an Erreger-DNA, die sich normalerweise in Skeletten und bei heutigen Patienten finde, so die Forscher. Dies belege, dass sich bakterielle DNA sehr langsam zersetze und sich über die Jahre in Skeletten anreichere.

Die Forscher führen dieses Phänomen auf die extrem dicke Zellwand des Lepra-Bakteriums zurück, die dessen DNA auch nach dem Tod des Wirts vor Abbau schützt. Sie folgern, dass eine solche bakterielle DNA möglicherweise viel länger erhalten bleibt als die DNA von Wirbeltieren. „Das eröffnet die Möglichkeit, dass bestimmte Formen bakterieller DNA über das maximale Alter für Säugetier-DNA hinaus erhalten bleibt, das rund eine Million Jahre beträgt“, sagt Johannes Krause vom Institut für Naturwissenschaftliche Archäologie an der Uni Tübingen; „damit sollte es möglich sein, die Krankheit bis in ihre prähistorischen Ursprünge zurückzuverfolgen.“

Lepra ist eine verheerende chronische Infektionskrankheit, die bis ins späte Mittelalter in Europa weit verbreitet war. Die Bakterien verteilen sich über das Blut im ganzen Körper und können je nach Ausprägung zahlreiche Organe befallen. Heute ist die Krankheit weltweit in 91 Ländern zu finden. Jährlich kommt es zu mehr als 200.000 neuen Infektionen. Die Krankheit ist gut mit Antibiotika zu behandeln. Lange Zeit wurde Indien als Ursprungsland der Lepra angesehen; neuere Theorien vermuten die Quelle in Afrika.

Forschung: Verena J. Schünemann, Johannes Krause, Universität Tübingen; Almut Nebel, Institut für Klinische Molekularbiologie, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel; u.a.; Online-Veröffentlichung in „Science“ 13.6.2013, DOI: 10.1126/science.1238286

WWW:
Abstract in „Science“
Artikel zu Leprafunden in Indien in PLOS One (2009)

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Neuer Lepra-Erreger entdeckt

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