1000-Genom-ProjektDer Mensch, das mutierende Wesen

Einen frei zugänglichen Katalog menschlicher genetischer Vielfalt erstellen – das ist das Ziel des 1000-Genom-Projekts. Nun haben Forscher erste Ergebnisse vorgelegt. von Hartmut Wewetzer

Wenn das menschliche Erbgut ein Gewebe wäre, dann hätte es jede Menge Löcher und Flicken. Denn das Genom – der Stoff, aus dem das Leben entsteht – steckt voller großer und kleiner Webfehler. So hat jeder Mensch 250 bis 300 defekte Erbanlagen aufgrund genetischer Veränderungen, darunter 50 bis 100 Mutationen, die mit Erbkrankheiten in Verbindung gebracht werden. Das ist ein Ergebnis des internationalen 1000-Genom-Projektes, das nun erste Resultate im Fachblatt Nature veröffentlicht hat.

"Das perfekte Genom gibt es nicht", sagt Hans Lehrach vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin, einer der beteiligten Wissenschaftler. Mehr noch: Unser Erbgut mutiert vor sich hin, ist gewissermaßen ständig im Fluss. Die Forscher errechneten, dass pro Generation rund 30 neue Mutationen in Form von veränderten einzelnen Basen-Bausteinen (Nukleotide) auftreten. In einer Körperzelle mit doppeltem Chromosomensatz summiert sich das auf 60 neue Einzelnukleotid-Veränderungen. Erstaunlich, wie gut der Organismus diese Unruhe in seinem Erbgut ausgleicht.

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Das "Genom für jedermann"

Ein einfacher Satz des menschlichen Erbguts besteht aus mehr als drei Milliarden biochemischen Buchstaben. Gespeichert sind sie in den Chromosomen, fadenförmigen, verdrillten Strickleitermolekülen im Zellkern. Vor zehn Jahren wurden die ersten beiden weitgehend kompletten menschlichen Erbgutsequenzen veröffentlicht. Das Humane Genom-Projekt hatte Premiere, vorausgegangen waren zehn Jahre Forschung.

Was damals eine technische Großtat war, wird dank moderner Hochleistungs-Erbgutsequenzierer immer mehr zur Routine. Nach einer Umfrage des Fachblatts Nature bei mehr als 90 Genom-Zentren werden bis zum Ende des Monats mehr als 2700 menschliche Erbgutsätze komplettiert sein, Ende 2011 werden es mehr als 30.000 sein. An der Spitze liegt Asien, gefolgt von den USA und Europa.

Damit rückt das "Genom für jedermann" immer mehr in greifbare Nähe. "Das 1000-Dollar-Genom kann schon in zwei, drei Jahren Realität sein", sagt Hans Lehrach vom Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik in Berlin. Erheblich länger wird es dauern, bis man die Botschaften aus dem Erbgut auch verstehen kann. Bisher kann man das Genom buchstabieren und Wörter entziffern – aber der Sinn bleibt oft dunkel.

Ziel des 1000-Genom-Projekts ist es im Wesentlichen, einen frei zugänglichen Katalog der menschlichen genetischen Vielfalt zu erstellen. Dabei beschränken sich die Wissenschaftler auf die reine Erbgut-Information, den Genotyp. Informationen über den Organismus und den Gesundheitszustand eines Studienteilnehmers, also über den Phänotyp, werden nicht erhoben. Damit bleibt das Vorhaben darauf beschränkt, Informationen über den Aufbau des Erbguts zu sammeln – auch wenn die erhobenen Daten dazu dienen sollen, die genetischen Wurzeln von Krankheiten wie Krebs, Diabetes, Alzheimer oder Herzleiden aufzudecken.

Anfang 2008 wurde das Projekt ins Leben gerufen, Anfang 2012 soll es beendet sein. Beteiligt sind Genom-Forschungszentren in Amerika, Asien und Europa, die Federführung liegt bei Richard Durbin vom Sanger-Institut in Hinxton/Großbritannien und bei David Altshuler (Broad-Institut, Cambridge/USA) . Die Zahl "1000" ist dabei eher symbolisch, denn insgesamt wird das Erbgut von 2500 Personen aus 27 verschiedenen Bevölkerungsgruppen entziffert.

Die Forscher wollen all jene Varianten der Erbinformation DNS entdecken, die mit einer Häufigkeit von mehr als einem Prozent in den verschiedenen Bevölkerungsgruppen auftreten. Drei Machbarkeitsstudien auf dem Weg zu diesem Ziel hat das 1000-Genom-Projekt jetzt abgeschlossen. In der ersten Studie wurde das Erbgut von zwei jeweils dreiköpfigen Familien (Vater, Mutter, Kind) detailliert entziffert, in der zweiten das Genom von 179 Individuen in deutlich geringerer "Auflösung" und in der dritten jene Erbgutabschnitte, die für 1000 Gene bei 700 Versuchsteilnehmern zuständig sind. Insgesamt wurden in dieser ersten Phase des Projekts knapp fünf Billionen menschliche DNS-Bausteine sequenziert.

Menschen sind verschieden, und ein Grund dafür sind Unterschiede im Erbgut. Die beiden wichtigsten Komponenten sind Einzelnukleotid-Varianten (kurz SNPs, sprich "Snips") und Kopiezahl-Varianten. Millionen von SNPs sind schon entdeckt worden, und das 1000-Genom-Projekt fand seinerseits bereits 8,5 Millionen neue SNPs. Vergleicht man die Erbgutinformation Baustein für Baustein, so unterscheiden sich zwei Menschen bei jedem 1000. Buchstaben. SNPs sind also für 0,1 Prozent der genetischen Einzigartigkeit des Menschen ursächlich.

Kopiezahl-Varianten sind größere DNS-Abschnitte – meist mehr als 1000 DNS-Buchstaben –, deren Anzahl sich von Mensch zu Mensch unterscheidet. Sie sind viel seltener als SNPs, aber weil sie größer sind, tragen sie zu 0,4 Prozent Unterschieden in der DNS-Sequenz zwischen zwei Individuen bei.

Leserkommentare
  1. "zehn bis 15 Prozent der genetischen Variation lässt sich aus der Herkunft aus einer bestimmten Bevölkerungsgruppe ableiten"

    soso:
    Alle haben sich über Tilo S. aufgeregt, warum nur?

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen
    • fox85
    • 29. Oktober 2010 1:57 Uhr

    Herr S. sprach mal von einem "Juden-Gen", darüber haben sich viele aufgeregt.. (ZUM GLÜCK NICHT ALLE! SONST HÄTTE ICH SCHON WIEDER AN MEINEM BILD VON D ZWEIFELN MÜSSEN!! *Achtung, Ironie!*) Ich erinnere mich jetzt gar nicht, ob dieses Statement zu denen gehörte, die er später wieder zurücknahm, zur Zeit habe ich noch eher im Ohr, dass er für 5€/h arbeiten gehen würde, DEN Satz/Witz fand' ich gut!! Hat er bisher auch noch nicht widerrufen, wenn mich nicht alles täuscht...

    Aber um auf's Thema zurückzukommen: Klar lassen sich anhand diverser Genkombinationen Rückschlüsse auf die Herkunft schließen! Was für eine Neuigkeit!! Ostasiaten & Indianer können z.B. Alkohol meist nicht so schnell abbauen wie andere Menschen (nur ein Beispiel!). Irgendwie muss sowas ja begründet sein.. Was nehmen wir da nur? Kommt so etwas von den Genen, oder ist es ein Wink Gottes, böse zu ihnen zu sein? Ich wüsste, was mir plausibler erscheint...

    Aber Spezialisten wie Herr S. können sogar die Religion aus dem Genom eines Menschen ablesen!! Gott sei dank!!!

    LG der Fuchs

  2. "zehn bis 15 Prozent der genetischen Variation lässt sich aus der Herkunft aus einer bestimmten Bevölkerungsgruppe ableiten"

    soso: Alle haben sich über Tilo S. aufgeregt, warum nur?

    • fox85
    • 29. Oktober 2010 1:57 Uhr

    Herr S. sprach mal von einem "Juden-Gen", darüber haben sich viele aufgeregt.. (ZUM GLÜCK NICHT ALLE! SONST HÄTTE ICH SCHON WIEDER AN MEINEM BILD VON D ZWEIFELN MÜSSEN!! *Achtung, Ironie!*) Ich erinnere mich jetzt gar nicht, ob dieses Statement zu denen gehörte, die er später wieder zurücknahm, zur Zeit habe ich noch eher im Ohr, dass er für 5€/h arbeiten gehen würde, DEN Satz/Witz fand' ich gut!! Hat er bisher auch noch nicht widerrufen, wenn mich nicht alles täuscht...

    Aber um auf's Thema zurückzukommen: Klar lassen sich anhand diverser Genkombinationen Rückschlüsse auf die Herkunft schließen! Was für eine Neuigkeit!! Ostasiaten & Indianer können z.B. Alkohol meist nicht so schnell abbauen wie andere Menschen (nur ein Beispiel!). Irgendwie muss sowas ja begründet sein.. Was nehmen wir da nur? Kommt so etwas von den Genen, oder ist es ein Wink Gottes, böse zu ihnen zu sein? Ich wüsste, was mir plausibler erscheint...

    Aber Spezialisten wie Herr S. können sogar die Religion aus dem Genom eines Menschen ablesen!! Gott sei dank!!!

    LG der Fuchs

  3. Es sieht doch so aus, als sei das, was wir Leben nennen, ein einziger großer Webfehler, zusammengestückelt und gestöpselt aus dem, was gerade da war - und es funktioniert trotzdem und nicht mal schlecht! Wir sollten uns nur davon frei machen, dass das leben immer "perfekt" sei und wir sollten daran arbeiten, nicht immer alles perfekt machen zu wollen. Lieber ungenau richtig, als exakt falsch! Die Technik nehme ich davon aus, aber das liegt nur an unserem mangelhaften Wissen.

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  • Schlagworte Alzheimer | Bevölkerungsgruppe | DNS | Diabetes | Erbgut | Genom
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