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Im Verlauf der Evolution haben sich viele unterschiedliche Typen von Augen herausgebildet. Doch trotz dieser Vielfalt entwickeln sich die Sehorgane bei allen bislang untersuchten Tieren unter der Kontrolle ähnlicher genetischer Regelmechanismen. Dieses Zusammenspiel der Gene untersuchen Forscher am Biozentrum der Universität Würzburg.
Bei der Augenentwicklung müssen, wie auch bei der Entwicklung aller anderen Organe, sehr viele Gene zusammenwirken. Dem Würzburger Genetiker Dr. Gert Pflugfelder zufolge sind dies bei der Taufliege Drosophila schätzungsweise ein Fünftel ihrer etwa 15.000 Gene. Bislang sei die Funktion von etwa 200 Genen bei der Entwicklung des Fliegenauges untersucht. Die jeweilige Bedeutung eines Gens lässt sich anhand von Fliegen-Mutanten abschätzen, bei denen das betreffende Gen ganz oder teilweise zerstsrt ist. Solche Analysen haben gezeigt, dass es nur sehr wenige Mutanten gibt, bei denen die Augenentwicklung vollständig unterbleibt. "Die in diesen Fällen mutierten Gene spielen offensichtlich eine grundlegende Rolle", so Dr. Pflugfelder.
Eine solche dominierende Rolle lässt sich beispielsweise dadurch nachweisen, dass man mit gentechnischen Methoden Fliegen herstellt, bei denen das zu untersuchende Gen an einem ungewöhnlichen Ort des Fliegenkörpers aktiviert wird - zum Beispiel auf den Beinen oder Flügeln: Dann bilden sich an diesen Stellen vollständige Augen. Da die Aktivität solcher Gene die Augenentwicklung fördert, nennt man sie kurzerhand Pro-Augen-Gene. Sie haben sich im Verlauf der Evolution kaum verändert: Wird ein von einem Säugetier stammendes Pro-Augen-Gen in einer Fliege aktiviert, dann löst es auch dort die Bildung von Augen aus - von Fliegenaugen, wohlgemerkt.
Bei biologischen Prozessen besteht in der Regel ein Gleichgewicht aus fördernden und hemmenden Wirkungen. Dies gilt auch für die Augenentwicklung. In der Arbeitsgruppe von Dr. Pflugfelder wird eines der wichtigsten Gene untersucht, welche der Augenentwicklung entgegenwirken, nämlich das Gen "optomotor-blind", kurz omb genannt. Es ist im Normalfall an den Augenrändern aktiv und verhindert, dass sich das werdende Auge zu stark über den Kopf ausbreitet. Eine Verringerung der omb-Aktivität, zum Beispiel aufgrund eines Schadens, führt zur Bildung größerer Augen, eine verstärkte omb-Aktivität kann dagegen die Augenbildung vollständig unterdrücken. Dr. Pflugfelder und seine Kollegen wollen die komplizierten Wechselwirkungen klären, die bei der frühen Augenentwicklung zwischen omb und anderen Genen bestehen. Ihr Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.
Wie die meisten Entwicklungsgene kontrolliert omb nicht nur einen einzigen Prozess. Es ist auch für die Entwicklung der mit dem visuellen System verbundenen Gehirnareale sowie für die Flügelentwicklung notwendig. Beim Menschen existieren nach Angaben der Würzburger Genetiker wahrscheinlich etwa 20 Gene, die mit omb verwandt, zum großen Teil aber noch nicht charakterisiert sind. Bislang seien drei Erbkrankheiten bekannt, die durch Defekte in diesen Genen verursacht werden. Die Entwicklungsschäden bei den betroffenen Patienten, zum Beispiel die Missbildungen der Gliedmaßen, weisen verblüffende Ähnlichkeiten zu denen bei omb-Fliegenmutanten auf. Deshalb ist die Analyse des Gens omb auch jenseits der Grundlagenforschung von Bedeutung.
Weitere Informationen: Dr. Gert Pflugfelder, T (0931) 888-4459, Fax (0931) 888-4452, E-Mail:
pflugfelder@biozentrum.uni-wuerzburg.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Informationstechnik
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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