Es gibt eine Krankheit, bei der die Zähne der Patienten missgebildet sind, manchmal kombiniert mit Taubheit, erzählt der Nachwuchsforscher Christian Söllner,
...diese Krankheit heißt DFNA 39.
Und man muss sie als Normalsterblicher wirklich nicht kennen. Wenn man allerdings wie Christian Söllner am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen herausfinden will, wie ein Körper anorganisches Material formt, dann ist DFNA39 schon interessant. Denn der Erkrankung liegt ein bekannter genetischer Defekt zugrunde. Christian Söllner betreibt seine Grundlagenforschung an Zebrafischen und suchte deshalb nach einem ähnlichen Gen beim Fisch. Er wurde fündig und nannte es Starmaker-Gen. Ganz offensichtlich kann die Aufgabe dieses Gens beim Fisch nicht darin bestehen, Zähne zu formen. Doch Fische haben anorganische, kieselsteinartige Strukturen in ihrem Ohr- und Gleichgewichtsorgan: Die sogenannten Otolithen. Die sind aus Calciumcarbonat, also Kalk aufgebaut, den es in zwei Kristallformen gibt, als Calcit und als Aragonit. In den erbsenförmigen Otolithen der Fische liegt das Calciumcarbonat als Aragonit vor. Die Forscher in Tübingen wollten nun herausfinden, was passiert, wenn sie ihr Starmaker Gen langsam abschaltet. Söllner:
Wenn man das macht, dann kann man erkennen, dass die Struktur der Otolithen sich verändert. Fährt man dieses Gen nur leicht herunter, so nehmen sie erst einmal nur eine Form an, die fast der Form der normalen Otolithen entspricht, nur sind kleine Einstülpungen vorhanden und fährt man nun die Expression dieses Genes noch stärker herunter, so kann man erkennen, dass die Otolithen richtig sternförmige Strukturen annehmen und schließlich, wenn man es komplett ausschaltet, so nehmen sie zudem auch eine andere Gitterstruktur an. Sie bestehen dann nicht mehr aus Aragonit, sondern aus einem anderen Calciumcarbonatgitter, das als Calcit bekannt ist.
Deshalb der Name des Gens: Starmaker, Sternenmacher. Söllner:
Aus all dem kann man schließen, dass dieses Gen dafür verantwortlich ist, dass das richtige Kristallgitter ausgebildet wird und zudem kontrolliert es auch die Kristallgröße.
Und die Form? Aktiv ist das Gen ja in den Zellen des Gewebes um den Otolithen herum. Möglicherweise entsteht das Genprodukt aber nicht überall in derselben Konzentration. Ein Konzentrationsgradient könnte die Form des entstehenden Otolithen festlegen. Aber darüber gibt es nur Spekulationen. Um die belegen zu können müssen die Forscher nun als nächstes herausfinden, wie das Genprodukt, ein sehr saures Protein die Calcium- und die Carbonationen bei der Ausbildung ihrer Kristallform beeinflusst. Söllner:
Zunächst ist natürlich die Bestimmung der dreidimensionalen Struktur des Proteins sehr wichtig, um dann wirklich sehen zu können, welche Domänen höchstwahrscheinlich mit dem Calziumcarbonat-Vorläuferion interagieren und auch um zum Beispiel neue Erkenntnisse zu bekommen, die man später nutzen könnte für die Herstellung von Biometrischen Materialien, die man dann zum Beispiel verwenden könnte als Zahnersatz oder Knochenersatz.
Der Mechanismus der Otolithenbildung beim Zebrafisch ließe sich nämlich ziemlich sicher wieder auf den Menschen und die Ausformung seiner Zähne und Knochen übertragen. Söllner:
Wir haben da gerade eine Kooperation mit einer Gruppe in Boston gestartet, und diese versuchen, in einer Petrischale Zähne nachwachsen zu lassen.
...diese Krankheit heißt DFNA 39.
Und man muss sie als Normalsterblicher wirklich nicht kennen. Wenn man allerdings wie Christian Söllner am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen herausfinden will, wie ein Körper anorganisches Material formt, dann ist DFNA39 schon interessant. Denn der Erkrankung liegt ein bekannter genetischer Defekt zugrunde. Christian Söllner betreibt seine Grundlagenforschung an Zebrafischen und suchte deshalb nach einem ähnlichen Gen beim Fisch. Er wurde fündig und nannte es Starmaker-Gen. Ganz offensichtlich kann die Aufgabe dieses Gens beim Fisch nicht darin bestehen, Zähne zu formen. Doch Fische haben anorganische, kieselsteinartige Strukturen in ihrem Ohr- und Gleichgewichtsorgan: Die sogenannten Otolithen. Die sind aus Calciumcarbonat, also Kalk aufgebaut, den es in zwei Kristallformen gibt, als Calcit und als Aragonit. In den erbsenförmigen Otolithen der Fische liegt das Calciumcarbonat als Aragonit vor. Die Forscher in Tübingen wollten nun herausfinden, was passiert, wenn sie ihr Starmaker Gen langsam abschaltet. Söllner:
Wenn man das macht, dann kann man erkennen, dass die Struktur der Otolithen sich verändert. Fährt man dieses Gen nur leicht herunter, so nehmen sie erst einmal nur eine Form an, die fast der Form der normalen Otolithen entspricht, nur sind kleine Einstülpungen vorhanden und fährt man nun die Expression dieses Genes noch stärker herunter, so kann man erkennen, dass die Otolithen richtig sternförmige Strukturen annehmen und schließlich, wenn man es komplett ausschaltet, so nehmen sie zudem auch eine andere Gitterstruktur an. Sie bestehen dann nicht mehr aus Aragonit, sondern aus einem anderen Calciumcarbonatgitter, das als Calcit bekannt ist.
Deshalb der Name des Gens: Starmaker, Sternenmacher. Söllner:
Aus all dem kann man schließen, dass dieses Gen dafür verantwortlich ist, dass das richtige Kristallgitter ausgebildet wird und zudem kontrolliert es auch die Kristallgröße.
Und die Form? Aktiv ist das Gen ja in den Zellen des Gewebes um den Otolithen herum. Möglicherweise entsteht das Genprodukt aber nicht überall in derselben Konzentration. Ein Konzentrationsgradient könnte die Form des entstehenden Otolithen festlegen. Aber darüber gibt es nur Spekulationen. Um die belegen zu können müssen die Forscher nun als nächstes herausfinden, wie das Genprodukt, ein sehr saures Protein die Calcium- und die Carbonationen bei der Ausbildung ihrer Kristallform beeinflusst. Söllner:
Zunächst ist natürlich die Bestimmung der dreidimensionalen Struktur des Proteins sehr wichtig, um dann wirklich sehen zu können, welche Domänen höchstwahrscheinlich mit dem Calziumcarbonat-Vorläuferion interagieren und auch um zum Beispiel neue Erkenntnisse zu bekommen, die man später nutzen könnte für die Herstellung von Biometrischen Materialien, die man dann zum Beispiel verwenden könnte als Zahnersatz oder Knochenersatz.
Der Mechanismus der Otolithenbildung beim Zebrafisch ließe sich nämlich ziemlich sicher wieder auf den Menschen und die Ausformung seiner Zähne und Knochen übertragen. Söllner:
Wir haben da gerade eine Kooperation mit einer Gruppe in Boston gestartet, und diese versuchen, in einer Petrischale Zähne nachwachsen zu lassen.