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Montag, 21.04.2014

Gene verraten Überlebenstricks der Trampeltiere

Genveränderungen schützen zweihöckrige Kamele gegen Diabetes und Bluthochdruck

Spezielle Gene erleichtern dem Trampeltier das Überleben in den Wüsten Asiens. Das zeigt die erste Entschlüsselung des Erbguts dieses zweihöckrigen Kamels durch ein internationales Forscherteam. Demnach sorgen Genveränderungen dafür, dass das Trampeltier trotz hohen Blutzuckerspiegels und viel Salz in der Nahrung weder an Diabetes noch an Bluthochdruck erkrankt, wie die Wissenschaftler vom Bactrian Camels Genome Sequencing and Analysis Konsortium im Fachmagazin "Nature Communications" berichten.
Ein Trampeltier in der Mongolei

Ein Trampeltier in der Mongolei

Auch in vielen Stoffwechselgenen, beispielsweise für die Verarbeitung von Fetten und Kohlenhydraten, unterscheiden sich die Trampeltiere von den nah verwandten Rindern. Dies helfe ihnen dabei, lange ohne Futter und Wasser auszukommen, sagen Jirimutu Yao von der landwirtschaftlichen Universität der Inneren Mongolei und seine Kollegen.

Weder Diabetes noch Bluthochdruck


Um in den kargen Wüsten und Halbwüsten ihres Lebensraums leben zu können, haben Trampeltiere gleich mehrere ungewöhnliche Anpassungen entwickelt. So ist der Blutzuckerspiegel der Trampeltiere doppelt so hoch wie der anderer Wiederkäuer. Sie nehmen zudem acht Mal mehr Salz auf. "Dennoch entwickeln diese Kamele weder Diabetes noch Bluthochdruck", erklären die Forscher. Um sich effektiv vor Infektionen zu schützen, produziert das Immunsystem der Trampeltiere außerdem eine besondere Form der Antikörper, die kleiner und stabiler sind als die des Menschen. Und ähnlich wie das einhöckrige Dromedar können auch die zweihöckrigen Kamele Energie als Fett in ihren Höckern speichern und so lange ohne Futter und Wasser auskommen.

Wildlebendes Trampeltier

Wildlebendes Trampeltier

Die neuen Genanalysen geben nun erste Hinweise auf die genetische Basis dieser physiologischen Anpassungen. So entdeckten Yao und seine Kollegen bei den Trampeltieren elf Kopien eines Gens, das die Reaktion der Blutgefäße auf Salz verändert. Dieses Gen werde normalerweise durch Salzüberschuss gehemmt und dies verhindere, dass sich die Adern weiten, erklären die Wissenschaftler. Als Folge entstehe Bluthochdruck. Die zusätzlichen Genkopien des Trampeltiers helfen ihm vermutlich, diesen Effekt und damit den Bluthochdruck zu vermeiden.

Resistent gegen Insulin


Auch warum die Trampeltiere einen viel höheren Blutzuckerspiegel besitzen als Rinder und andere Wiederkäuer, lässt sich an ihren Genen ablesen: "Unsere Analyse zeigt, dass sich beim Kamel einige Gene besonders schnell entwickelt haben, die an der Regulation des Blutzuckers und des Insulins beteiligt sind", schreiben Yao und seine Kollegen. Darunter seien auch DNA-Abschnitte, die normalerweise Insulin-sensible Zellen resistent gegenüber diesem Signalstoff machten. Dadurch nehmen die Zellen den überschüssigen Blutzucker nicht auf. Warum die Tiere trotz ihres hohen Blutzuckerspiegels nicht an Diabetes erkranken, müsse man nun in weiteren Studien noch klären, sagen die Forscher.

Für die Studie hatten die Forscher das Erbgut eines acht Jahre alten wilden und eines sechsjährigen domestizierten Trampeltiers analysiert. Anhand dieser ersten groben Entschlüsselung schätzen die Wissenschaftler die Größe des Genoms auf 2,38 Millionen Basenpaare - das ist kleiner als beispielsweise das Erbgut des Menschen oder des Rindes. Ein Grund dafür sei vermutlich, dass das Trampeltier-Genom weniger Wiederholungen enthalte. Aus der Analyse geht auch hervor, dass sich die Stammeslinie von Rindern und Trampeltieren vor rund 55 bis 60 Millionen Jahren trennten (doi:10.1038/ncomms2192).

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