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News: Mutation mit Vergangenheit

Gut oder schlecht? Diese Frage lässt sich in der Natur nicht immer leicht beantworten. So lösen manche Mutationen einerseits schwere Stoffwechselstörungen aus, schützen andererseits vor Malaria. Ein Forscherteam hat jetzt die Historie solcher Mutationen verfolgt. Demnach trat Malaria in der Geschichte der Menschheit erst spät auf, hatte aber dann einen erheblichen Einfluss auf die Evolution bestimmter Gene im menschlichen Erbgut.
Er war erst 33 Jahre alt und befand sich schon auf dem Höhepunkt seiner Macht. Doch er hatte noch viele Pläne. Nach der Eroberung des persischen Weltreiches sollte ihn sein nächster Feldzug nach Arabien führen. Doch dazu kam es nicht mehr. Am 13. Juni 323 v.Chr. starb Alexander der Große in Babylon.

Der Eroberer sorgte nicht nur für die Ausbreitung der griechischen Kultur und Sprache im Nahen Osten. Im Tross seiner Armee, so vermutet zumindest Sarah Tishkoff von der University of Maryland, befand sich auch der Einzeller Plasmodium – der Erreger der Malaria. Auch bei dem Fieber, das Alexander dahinraffte, könnte es sich um die Tropenkrankheit gehandelt haben.

Heutzutage erkranken Jahr für Jahr 500 Millionen Menschen an Malaria. Zwei Millionen überleben die Infektion nicht. Die Krankheit gehört damit zu den häufigsten Todesursachen der Menschheit. Es gibt jedoch immer wieder Menschen, denen der Erreger nichts anhaben kann; sie sind aufgrund einer Mutation dagegen resistent. Bekanntestes Beispiel hierfür ist die Sichelzellenanämie. Bei dieser Erbkrankheit ist eine Aminosäure des Hämoglobins verändert, sodass es seine Aufgabe, den Sauerstofftransport, nicht mehr erfüllen kann. Die lebensbedrohende Krankheit bricht jedoch nur aus, wenn das entsprechende Gen auf beiden ererbten Chromosom mutiert ist. Träger mit nur einem veränderten Gen erkranken in der Regel nicht – sind aber resistent gegen Malaria. Es erstaunt daher nicht, dass Sichelzellenanämie in Malariagebieten besonders häufig vorkommt.

Ähnlich verhält es sich mit einer anderen Mutation. Sie betrifft das Enzym Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase (G6PD). Es handelt sich um ein wichtiges Enzym des Glucosestoffwechsels, das die roten Blutkörperchen zur Energiebereitstellung und zur Aufrechterhaltung ihrer Struktur benötigen. Von dem entsprechenden Gen, das auf dem X-Chromosom liegt, sind fast 400 Variationen bekannt. Träger einer Mutation können, ausgelöst durch Medikamente, Infektionskrankheiten oder auch bestimmte Nahrungsmittel wie Dicke Bohnen, an einer gefährlichen Anämie erkranken – mit zum Teil tödlichem Ausgang. Andererseits benötigt Plasmodium falciparum, der Erreger der Malaria tropica, G6PD zu seinem Wachstum.

Sarah Tishkoff hat sich zusammen mit anderen Wissenschaftlern die Geschichte des G6PD-Gens in Afrika, Asien und der Mittelmeerregion angeschaut. Unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Mutationsraten konnte sie hierbei die Evolution verschiedener Allele des Gens zurückverfolgen.

Eine Mutation, genannt A-Allel, entstand ihrer Berechnung zufolge in Afrika vor 3840 bis 11 760 Jahren. Zeitgleich, vor 7000 bis 11 000 Jahren kam es in Afrika zu einem dramatischen Klimawechsel mit steigenden Temperaturen und zunehmender Feuchtigkeit. Andererseits breitete sich im Zuge der Neolithischen Revolution im Nahen Osten und in Nordostafrika die Landwirtschaft aus. Beides, Klimawechsel und Ackerbau, führte zu einem Rückgang der Wälder und schuf neue Seen und Teiche, an denen die Menschen siedelten – optimale Bedingungen für Mücken, die wiederum die Malaria verbreiten. Aus archäologischen und historischen Quellen ist bekannt, dass Malaria erst seit dieser Zeit, also vor etwa 10 000 Jahren, eine zunehmende Plage der Menschheit wurde. Die Ausbreitung der Malaria und die Entstehung des A-Allels des G6PD-Gens, das vor Malaria schützt, passen demnach zeitlich zusammen.

Wesentlich später, nämlich vor 1600 bis 6640 Jahren trat eine zweite Mutation auf. Das Allel Med tauchte vor allem im Mittelmeerraum auf und verbreitete sich über den Nahen Osten bis nach Indien. Auch hier gibt es eine Parallelität zur Malaria: Während bis 500 v.Chr. am Mittelmeer nur die harmlosere Malaria quartana bekannt war, trat dann die lebensgefährliche Malaria tropica auf. Zu dieser Zeit kolonisierten die Griechen den Mittelmeerraum und trugen daher, so vermutet Tishkoff, zur Verbreitung der Malaria bei. Später drangen die Heere Alexanders des Großen bis nach Indien vor. Im Gepäck hatten sie nicht nur Malaria, sondern auch das Allel, das vor ihr schützt.

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  • Quellen
University of Maryland
Science 10.1126/science.1061573 (21. Juni 2001)

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