Die Wissenschaftler vom Kölner Zentrum für Genomik suchten die Ursache für eine sehr seltene Erbkrankheit – Gerodermia osteodysplastica.
"Die Betroffenen sehen aus wie früh gealtert, schon im Kindesalter, weil die Haut runzlig und sehr schlaff ist. Man kann sie abziehen. Und sie hat eben vor allem die typischen Runzeln und ist schrundig wie alte Haut. Und gleichzeitig nimmt die Knochendichte sehr früh ab. Das heißt die Knochenbrüchigkeit erhöht sich."
So beschreibt der Humangenetiker Hans-Christian Hennies die Symptome. Veränderungen des Körpers, die sich auch beim ganz normalen Altern einstellen. Im Fall dieser Krankheit aber lassen sie sich sehr genau auf einen genetischen Defekt zurückführen. Besonders gut untersuchen lässt sich dieser Defekt bei Angehörigen einer bestimmten baptistischen Religionsgemeinschaft, den so genannten Mennoniten. Ähnlich wie die Amish in den USA leben auch die Mennoniten oft in abgeschlossenen Gemeinden, mit eigener Religion und eigener Sprache.
"Und die genetischen Daten, die wir jetzt haben, zeigen, dass es darüber hinaus auch genetisch eine Gemeinschaft darstellt, über die Kontinente hinweg."
Daher konnte der Kölner Forscher gut zurückverfolgen, wie die Krankheit innerhalb des Stammbaums der Mennoniten vererbt wurde. Nur wenn sie sowohl vom Vater als auch von der Mutter an die Nachkommen weitergegeben wird, bricht die Krankheit aus. Trägt jemand dagegen nur eine Kopie des fehlerhaften Gens, so macht sich dies äußerlich nicht bemerkbar. Durch Vergleiche des Erbmaterials von zwölf Mennoniten-Familien fanden die Wissenschaftler um Hans-Christian Hennies das Gen, das die Krankheit auslöst. Es wird nicht mehr komplett in ein funktionierendes Protein umgesetzt. Die Ursache: Eine Mutation.
"Das heißt, also ein Signal für die Zelle "jetzt ist das Gen zu Ende, jetzt musst Du aufhören mit der Synthese. Obwohl das gar nicht der Fall ist, obwohl wir gerade mitten im Protein sind."
Aber welche Funktion hatte das Gen überhaupt, bevor es durch die Mutation zerstört wurde? Um das herauszufinden, untersuchten die Forscher, wo im Körper das Protein hergestellt wird. Besonders in Haut- und Knochenzellen, so das Ergebnis. Und innerhalb dieser Zellen vor allem im so genannten Golgi-Apparat. Hennies:
"Der Golgi-Apparat spielt eine wichtige Rolle bei vielen Transportmechanismen. Das heißt also, er hat eine wichtige Sortierfunktion. Proteine werden da sortiert und verteilt auf die einzelnen Einsatzorte innerhalb der Zelle, wo sie ihre Funktion erfüllen müssen."
Bei der Entstehung der Erbkrankheit spielt also offenbar die Sortierung von Proteinen eine wichtige Rolle. Aus dieser Erkenntnis heraus kann man in der Zukunft möglicherweise eine Therapie entwickeln. Die Krankheit ist zwar sehr selten, aber die neue Entdeckung hat noch eine andere, breitere Bedeutung für Medizin und Forschung, ist sich Hans-Christian Hennies sicher.
"Weil es wahrscheinlich um allgemeine Mechanismen des Alterns geht. Und da gibt es jetzt ganz neue Ansatzpunkte. Dass eben diese Sortierfunktionen eine wichtige Rolle bei dieser Alterung spielen."
Bisher hatte man ganz andere Mechanismen innerhalb der Zelle für die Alterung verantwortlich gemacht, etwa die stetige Verkürzung der Chromosomen von den Enden her. Diese unterschiedlichen Mechanismen sind Teile eines komplexen Netzwerks, und ergänzen sich gegenseitig, vermutet der Genetiker.
"Da spielen verschiedene Mechanismen eine Rolle. Da spielen viele Proteine eine Rolle, spielen Proteininteraktionen eine Rolle. Wir haben jetzt einen kleinen Ausschnitt daraus, in den wir hineinsehen können. Damit kriegen wir einen Aspekt dieser generellen Mechanismen. Da haben wir einen Ansatzpunkt und können anfangen, eines dieser Netzwerke aufzuschlüsseln."
Diese Wechselwirkungen könne man möglicherweise innerhalb der nächsten Jahre aufklären, so Hans-Christian Hennies. Bis zu einer Therapie sei es noch ein längerer Prozess, aber immerhin habe man nun einen konkreten Ansatzpunkt. Bis es soweit ist, wird den Forschern aber sicherlich noch das ein oder andere graue Haar wachsen.
"Die Betroffenen sehen aus wie früh gealtert, schon im Kindesalter, weil die Haut runzlig und sehr schlaff ist. Man kann sie abziehen. Und sie hat eben vor allem die typischen Runzeln und ist schrundig wie alte Haut. Und gleichzeitig nimmt die Knochendichte sehr früh ab. Das heißt die Knochenbrüchigkeit erhöht sich."
So beschreibt der Humangenetiker Hans-Christian Hennies die Symptome. Veränderungen des Körpers, die sich auch beim ganz normalen Altern einstellen. Im Fall dieser Krankheit aber lassen sie sich sehr genau auf einen genetischen Defekt zurückführen. Besonders gut untersuchen lässt sich dieser Defekt bei Angehörigen einer bestimmten baptistischen Religionsgemeinschaft, den so genannten Mennoniten. Ähnlich wie die Amish in den USA leben auch die Mennoniten oft in abgeschlossenen Gemeinden, mit eigener Religion und eigener Sprache.
"Und die genetischen Daten, die wir jetzt haben, zeigen, dass es darüber hinaus auch genetisch eine Gemeinschaft darstellt, über die Kontinente hinweg."
Daher konnte der Kölner Forscher gut zurückverfolgen, wie die Krankheit innerhalb des Stammbaums der Mennoniten vererbt wurde. Nur wenn sie sowohl vom Vater als auch von der Mutter an die Nachkommen weitergegeben wird, bricht die Krankheit aus. Trägt jemand dagegen nur eine Kopie des fehlerhaften Gens, so macht sich dies äußerlich nicht bemerkbar. Durch Vergleiche des Erbmaterials von zwölf Mennoniten-Familien fanden die Wissenschaftler um Hans-Christian Hennies das Gen, das die Krankheit auslöst. Es wird nicht mehr komplett in ein funktionierendes Protein umgesetzt. Die Ursache: Eine Mutation.
"Das heißt, also ein Signal für die Zelle "jetzt ist das Gen zu Ende, jetzt musst Du aufhören mit der Synthese. Obwohl das gar nicht der Fall ist, obwohl wir gerade mitten im Protein sind."
Aber welche Funktion hatte das Gen überhaupt, bevor es durch die Mutation zerstört wurde? Um das herauszufinden, untersuchten die Forscher, wo im Körper das Protein hergestellt wird. Besonders in Haut- und Knochenzellen, so das Ergebnis. Und innerhalb dieser Zellen vor allem im so genannten Golgi-Apparat. Hennies:
"Der Golgi-Apparat spielt eine wichtige Rolle bei vielen Transportmechanismen. Das heißt also, er hat eine wichtige Sortierfunktion. Proteine werden da sortiert und verteilt auf die einzelnen Einsatzorte innerhalb der Zelle, wo sie ihre Funktion erfüllen müssen."
Bei der Entstehung der Erbkrankheit spielt also offenbar die Sortierung von Proteinen eine wichtige Rolle. Aus dieser Erkenntnis heraus kann man in der Zukunft möglicherweise eine Therapie entwickeln. Die Krankheit ist zwar sehr selten, aber die neue Entdeckung hat noch eine andere, breitere Bedeutung für Medizin und Forschung, ist sich Hans-Christian Hennies sicher.
"Weil es wahrscheinlich um allgemeine Mechanismen des Alterns geht. Und da gibt es jetzt ganz neue Ansatzpunkte. Dass eben diese Sortierfunktionen eine wichtige Rolle bei dieser Alterung spielen."
Bisher hatte man ganz andere Mechanismen innerhalb der Zelle für die Alterung verantwortlich gemacht, etwa die stetige Verkürzung der Chromosomen von den Enden her. Diese unterschiedlichen Mechanismen sind Teile eines komplexen Netzwerks, und ergänzen sich gegenseitig, vermutet der Genetiker.
"Da spielen verschiedene Mechanismen eine Rolle. Da spielen viele Proteine eine Rolle, spielen Proteininteraktionen eine Rolle. Wir haben jetzt einen kleinen Ausschnitt daraus, in den wir hineinsehen können. Damit kriegen wir einen Aspekt dieser generellen Mechanismen. Da haben wir einen Ansatzpunkt und können anfangen, eines dieser Netzwerke aufzuschlüsseln."
Diese Wechselwirkungen könne man möglicherweise innerhalb der nächsten Jahre aufklären, so Hans-Christian Hennies. Bis zu einer Therapie sei es noch ein längerer Prozess, aber immerhin habe man nun einen konkreten Ansatzpunkt. Bis es soweit ist, wird den Forschern aber sicherlich noch das ein oder andere graue Haar wachsen.