Nr. 42/18. Dezember 2000
Wie variabel sind unsere Gene?
Von Bedeutung für das Herausfinden von Krankheitsursachen und für die Entwicklung maßgeschneiderter Medikamente
Neue und überraschende Einblicke in die Variabilität des
menschlichen Erbguts haben Wissenschaftler des Max-Delbrück-Centrums für
Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch und der GenProfile AG (Berlin-Buch) in
einer der umfassendsten Studien, die bislang veröffentlicht worden ist,
gewonnen. In rund 250 Blutproben analysierten sie die Struktur des so genannten
Opiat-Rezeptor-Gens (kurz: OPRM1). Dieses Gen trägt die Information zur Bildung
eines Eiweißmoleküls, welches im Gehirn unter anderem die Bindung von
Schmerzmitteln und Suchtsubstanzen wie zum Beispiel Morphin vermittelt. In den
untersuchten Blutproben stellte die Medizinerin und Molekulargenetikerin Dr.
Margret Hoehe (MDC und GenProfile AG) insgesamt 52 verschiedene Formen des
untersuchten Gens fest. “Das Ergebnis ist zum einen für das Erkennen von
Krankheitsursachen und für die Entwicklung neuer, spezifisch wirksamer, auf den
einzelnen Patienten maßgeschneiderter Medikamente von Bedeutung”, erläutert Dr.
Hoehe die Studie. “Zum anderen macht die Untersuchung aber auch deutlich, wie
variabel Gene sind und wie schwierig es deshalb ist, einen direkten
Zusammenhang zwischen genetischer Veranlagung und einem Krankheitsbild
herauszufinden.” Die Studie von Dr. Hoehe, ihren Mitarbeitern und
Wissenschaftlern der amerikanischen Universitäten Yale, Harvard und
Pennsylvania ist jetzt in dem britischen Fachblatt Human Molecular Genetics
(Vol. 9, Nr.19, 2000, pp 2895-2908)* erschienen.
Mehr als 1,7 Millionen Basenpaare analysierte Dr. Hoehe mit ihren Mitarbeitern für diese Studie. Um diese gewaltigen Datenmengen verarbeiten zu können, setzten die Genforscher von ihnen entwickelte Hochdurchsatzmethoden ein. Das sind Techniken, die die Analyse zahlreicher DNA-Fragmente gleichzeitig erlauben. Um die Datensammlung überhaupt erst verstehen zu können, entwickelten sie außerdem neue Bioinformatikstrategien. Dabei berücksichtigten sie nicht eine einzelne Variante im untersuchten Gen, sondern sie bezogen die Kombinationen aller Varianten – also auch die von Vater und Mutter ererbten Formen dieses Gens - in ihre Auswertung ein. Dieses Konzept bezeichnen die Wissenschaftler als Haplotypenkonzept. Ein Haplotyp ist die von einem Elternteil ererbte Form eines Gens.
Als einen Meilenstein auf diesem Gebiet der Genforschung bezeichnete Prof. Jürg Ott, Direktor der Abteilung Statistische Genetik der Rockefeller Universität in New York (USA), die Veröffentlichung. Insbesondere das Haplotypenkonzept sieht Prof. Ott als zukunftsträchtigen Ansatz für die Analyse so genannter Kandidatengene. Das sind Gene, die mit bestimmten Erkrankungen in Verbindung gebracht werden und deshalb Zielstrukturen für die Arzneimittelforschung sind.
Prof. Hans Lehrach, Direktor am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin und einer der Sprecher des Deutschen Humangenomprojekts, betonte: ”Diese Arbeit ist ein Beispiel dafür, wie durch die Entwicklung neuer Technologien so zentrale Probleme wie das der Variabilität von Genen in Gesunden und Kranken angegangen werden können und die Entwicklung weiterer Lösungsansätze initiiert werden, die zu einer Interpretation der Variabilität des menschlichen Genoms führen können. Diese stellt eine der großen Herausforderungen der Zukunft dar."
Das MDC ist eine von 16 Einrichtungen der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Es verbindet Grundlagenforschung mit klinischer Forschung und arbeitet eng mit zwei Kliniken der Charité der Berliner Humboldt-Universität auf dem Campus Berlin-Buch zusammen
sowie mit Firmen des Bucher Biotechnologieparks. Das MDC wurde 1992 in Berlin-Buch gegründet. Es wird zu 90 Prozent vom Bundesforschungsministerium und zu zehn Prozent vom Land Berlin finanziert.
Die GenProfile AG ist nach eigenen Angaben mit einem Finanzierungsvolumen von rund 15 Millionen Mark 1998 die größte Unternehmensgründung, die direkt aus dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Deutschen Humangenomprojekt hervorgegangen ist. Das Unternehmen untersucht unter Einsatz von Hochdurchsatzmethoden der modernen Genomanalyse systematisch die genetische Variabilität medizinisch relevanter Gene insbesondere von Patienten in klinischen Studien und von Personen mit unterschiedlicher Ansprechbarkeit auf Therapeutika. Gründer und Vorstand der GenProfile AG sind Dr. Hoehe und Dr. Rolf Zettl, zuvor Geschäftsführer des Ressourcenzentrums im Deutschen Humangenomprojekt.
*Sequence
variability and candidate gene analysis in complex disease: association of mu
opioid receptor gene variation with substance dependance Margret R. Hoehe1,2,5+, Karla
Köpke1,2, Birgit Wendel1, Klaus Rohde1,
Christina Flachmeier1, Kenneth K. Kidd3, Wade H.
Berrettini4 and George M. Church5 1Genome Research, Max Delbrück
Center for Molecular Medicine, Robert-Rössle-Strasse 10, D-13125 Berlin, 2GenProfile
AG, Robert-Rössle-Strasse 10, D-13125 Berlin, 3Department of
Genetics, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520, USA, 4Center
for Neurobiology and Behavior, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA
19104, USA and 5Department of Genetics, Harvard Medical School,
Boston, MA 02115, USA
Barbara Bachtler
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