News: Rippen zählen
Menschen haben 24, Mäuse 26, Eidechsen über 30 und Vögel nur zehn: Rippen. Anatomisch gesehen sitzen sie an der Wirbelsäule - wo aber sind die Rippen genetisch verankert?
© Mario R. Capecchi (Ausschnitt)
Hätte man einem Dinosaurier einen Tritt in die Rippen verpassen wollen – man hätte es mit dem Zielen nicht so genau nehmen müssen. Denn primitive Saurier und viele andere ursprüngliche Wirbeltiere haben Rippen nicht nur im Bereich des Brustkorbs, sondern auch weiter vorn oder hinten an der Wirbelsäule.
Mario Capecchi und Deneen Wellik von der University of Utah sehen hier einen evolutiven Trend: Im ursprünglichen Wirbeltier-Skelett waren zahlreiche Rippen dazu da, dem Körper Stabilität zu verleihen und seine empfindlichen Weichteile gegen Angriffe räuberischer Zeitgenossen zu schützen. Später wurde es aber wichtiger, schnell und agil zu werden – sowohl für Jäger als auch für Gejagte. Überzählige Rippen waren bei der Entwicklung eines dynamischeren Skeletts im Weg – und wurden sukzessive reduziert.
Capecchi und Wellik konzentrierten sich bei ihrer Forschung auf die genetischen Hintergründe der Rippenbildung bei den verschiedenen Wirbeltieren. Dazu produzierten sie so genannte knock-out-Mäuse, Mutanten also, bei denen verschiedene Gene außer Funktion gesetzt wurden, um herauszufinden, was das intakte Gen eigentlich macht.
Mäuse, bei denen bestimmte Gene aus der Hox-Familie ausgeschaltet waren, entwickelten nicht nur die herkömmlichen Rippen an den Brustwirbeln, sondern auch welche an den Lendenwirbeln, die normalerweise keinerlei Rippen tragen. Hox-Gene scheinen also während der Embryonalentwicklung dafür zu sorgen, dass die Anlage von Rippen an den nicht dafür vorgesehenen Wirbeln unterdrückt wird.
Säuger besitzen 13 Gruppen von Hox-Genen, die in Genom in zwei- bis vierfacher Ausfertigung vorliegen. Knock-out-Mäuse, bei denen nicht alle Kopien des jeweiligen Hox-Gens ausgeschaltet worden waren, zeigten zwar Missbildungen, aber keine zusätzlichen Rippen. Die Kopien der einzelnen Gene scheinen sich in ihrer Funktion also zu ergänzen.
Hox-Gene, die auch für die Ausbildung von Gliedmaßen verantwortlich sind, scheinen in der Evolution der verschiedenen Wirbeltier-Baupläne eine zentrale Rolle inne zu haben. Capecchi zufolge hat die Natur mit der Unterdrückung der Rippenbildung in der Embryogenese eine effektiver Möglichkeit genutzt, Skelette für neue Aufgaben fit zu machen.
Mario Capecchi und Deneen Wellik von der University of Utah sehen hier einen evolutiven Trend: Im ursprünglichen Wirbeltier-Skelett waren zahlreiche Rippen dazu da, dem Körper Stabilität zu verleihen und seine empfindlichen Weichteile gegen Angriffe räuberischer Zeitgenossen zu schützen. Später wurde es aber wichtiger, schnell und agil zu werden – sowohl für Jäger als auch für Gejagte. Überzählige Rippen waren bei der Entwicklung eines dynamischeren Skeletts im Weg – und wurden sukzessive reduziert.
Capecchi und Wellik konzentrierten sich bei ihrer Forschung auf die genetischen Hintergründe der Rippenbildung bei den verschiedenen Wirbeltieren. Dazu produzierten sie so genannte knock-out-Mäuse, Mutanten also, bei denen verschiedene Gene außer Funktion gesetzt wurden, um herauszufinden, was das intakte Gen eigentlich macht.
Mäuse, bei denen bestimmte Gene aus der Hox-Familie ausgeschaltet waren, entwickelten nicht nur die herkömmlichen Rippen an den Brustwirbeln, sondern auch welche an den Lendenwirbeln, die normalerweise keinerlei Rippen tragen. Hox-Gene scheinen also während der Embryonalentwicklung dafür zu sorgen, dass die Anlage von Rippen an den nicht dafür vorgesehenen Wirbeln unterdrückt wird.
Säuger besitzen 13 Gruppen von Hox-Genen, die in Genom in zwei- bis vierfacher Ausfertigung vorliegen. Knock-out-Mäuse, bei denen nicht alle Kopien des jeweiligen Hox-Gens ausgeschaltet worden waren, zeigten zwar Missbildungen, aber keine zusätzlichen Rippen. Die Kopien der einzelnen Gene scheinen sich in ihrer Funktion also zu ergänzen.
Hox-Gene, die auch für die Ausbildung von Gliedmaßen verantwortlich sind, scheinen in der Evolution der verschiedenen Wirbeltier-Baupläne eine zentrale Rolle inne zu haben. Capecchi zufolge hat die Natur mit der Unterdrückung der Rippenbildung in der Embryogenese eine effektiver Möglichkeit genutzt, Skelette für neue Aufgaben fit zu machen.
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