Zum ersten Mal ist es Forscher gelungen, das gesamte Erbgut einer Amphibie zu entziffern. Das entschlüsselte Genom gehört dem Krallenfrosch Xenopus tropicalis.
Xenopus tropicalis
(links) und sein "großer Bruder"
Xenopus laevis
(rechts) gehören zur Gattung der Krallenfrösche.
(Foto: Foto: dpa)Teile des Frosch-Erbguts weisen eine große Ähnlichkeit mit dem des Menschen auf, berichten die US-Genetiker im Fachjournal Science.
So identifizierten die Forscher an die 1700 Gene, die beim Menschen mit Krankheiten in Zusammenhang stehen. Damit, so hoffen sie, könnten die Tiere dazu dienen, menschliche Krankheiten genauer zu untersuchen.
Krallenfrösche gehören zu den klassischen Versuchstieren in der Forschung. Xenopus laevis, der "große Burder" des Xenopus tropicalis, wurde beispielsweise vor allem in den 40-iger und 50-iger Jahren zu Schwangerschaftstests eingesetzt. Das Tier reagiert auf das Schwangerschaftshormon HCG. Wird dem Frosch der Urin einer schwangeren Frau injiziert legt es innerhalb von zehn Stunden Eier.
Xenopus tropicalis selbst wird in Laboren weltweit zur Untersuchung von zellbiologischen Vorgängen oder der Embryonalentwicklung eingesetzt.
Insgesamt besitze er etwa 20.000 Gene. Beim Menschen seien es mit rund 23.000 Genen nur etwas mehr, berichten die Forscher um Uffe Hellsten von der University of California in Berkeley.
Auch Hühner haben ein ähnlich strukturiertes Genom
Zahlreiche Gene seien beim Krallenfrosch in der gleichen Abfolge angeordnet wie beim Menschen. Auch beim Huhn sei das Genom sehr ähnlich strukturiert.
"Wenn man die Segmente des Xenopus-Genoms betrachtet, blickt man im wahrsten Sinne des Wortes auf Strukturen, die 360 Millionen Jahre alt und Teil des Genoms des letzten gemeinsamen Vorfahrens aller Vögel, Frösche, Dinosaurier und Säugetiere sind, die je auf der Erde gelebt haben", sagt Hellstein.
Das Erbgut von Ratten und Mäusen hätte den Eindruck vermittelt, dass Genome sich schnell entwickeln. Dies scheine allerdings nur typisch für Nager und nicht für alle Organismen zu sein.
"Seltenes Ereignis in der Evolution"
"Stattdessen scheint es, dass das Auseinanderbrechen und Neuanordnen von Chromosomen ein sehr seltenes Ereignis in der Evolution ist", so Hellstein.
Der Wissenschaftler und seine Mitarbeiter wollen nun im Detail untersuchen, welche Gene bei Frosch und Mensch gleich sind und welche den Menschen dann letztlich doch zum Menschen machen. Die übereinstimmenden Gene seien für grundlegende Entwicklungsvorgänge unabdingbar, berichten die Forscher.
Nach der Sequenzierung von Vertretern der Fische, Vögel und Säugetiere ermögliche das erste entschlüsselte Amphibiengenom auch neue Einblicke in die Evolutionsgeschichte der Wirbeltiere.
Untersuchungen des Erbguts sollen weiterhin dazu beitragen, die Überlebenschancen von Fröschen und anderen Amphibien in freier Natur zu verbessern.
Diese Tiere würden sehr sensibel auf verschiedene Umweltchemikalien reagieren. Ein besseres Verständnis von den molekularen Wirkungsweisen dieser Stoffe könne dazu beitragen, die Vielfalt der Frösche in der Natur zu schützen, sagt Hellsten in einem Interview mit Science.