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Hybrid-Maus resistent gegen weit verbreitete Gifte
Über Tausende von Jahren sind Mäuse gediehen, trotz aller Bemühungen des Menschen, sie aufzuhalten. Jetzt haben sie einen genetischen Sprung gemacht, der sie gegen weit verbreitete Gifte resistent macht. Durch zwei verschiedene und überraschende Prozesse scheint es, dass sie ein Gen erworben haben, das ihnen hilft, den Wirkungen von Warfarin zu widerstehen, einem Gerinnungshemmer, der bei Menschen als Blutverdünner verwendet wird, aber auch bei Nagetiergiften verbreitet ist. In einer genetischen Studie, wie dies zustande kam, heben die Forscher hervor, wie Menschen, zuerst durch die Erfindung der Landwirtschaft und dann durch die Verwendung von Pestiziden, den Prozess vorangetrieben haben.
Michael Kohn, Dozent für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Rice University in Houston, Texas, und seine Kollegen schreiben darüber, wie sich die gewöhnliche europäische Hausmaus in der Ausgabe vom 9. August zu Gift-resistent entwickelt hat Aktuelle Biologie.
Das fragliche Gen ist vkorc1. Es ist in allen Säugetieren vorhanden und hilft ihnen, Vitamin K zu verwalten.
Vkorc1 und verschiedene Mutationen wurden ausführlich untersucht. Kohn selbst hat über eine Studie berichtet, bei der eine Mutation das Risiko von Arterienverkalkung und Osteoporose beim Menschen erhöht.
Es scheint jedoch, dass eine bestimmte Mutation in diesem Gen Resistenz gegen Warfarin in Mäusen verleiht.
Kohn und Kollegen argumentieren, dass die Mäuse diese Mutation über zwei verschiedene Prozesse erworben haben: Punktmutation und horizontaler Gentransfer.
Sie glauben, dass die Punktmutation in der algerischen Maus aufgetreten ist (Mus Spretus), die in der Wüste lebt und Samen isst. Punktmutation ist, wo DNA spontan Mutationen entwickelt. Stellen Sie sich vor, Sie kopieren große Textmengen und machen hier und da kleine Rechtschreibfehler in dem einen oder anderen Wort.
Kohn schlägt vor, dass für die algerische Maus ein solcher "Fehler" der Schreibweise einen Vorteil verschaffte: die Fähigkeit, einem Vitamin-K-Mangel in der Ernährung entgegenzuwirken. Er erklärte in einer Erklärung, wie Punktmutation ein "Lehrbuchbeispiel" dafür ist, wie sich Populationen von Organismen an neue Umgebungen anpassen.
Nagetiere brüten schnell und produzieren mehrere Generationen für jede menschliche Generation, so dass Anpassungen wie diese Warfarin unmittelbar während der Lebenszeiten von evolutionären Genetikern beobachtet werden können, sagte Kohn.
Warfarin begann in den 1950er Jahren als Nagetiergift, und schon in den 1960er Jahren erschienen resistente Nagetiere.
Der zweite Prozess, der horizontale Gentransfer, scheint direkt von algerischen Mäusen an die europäische Hausmaus (Mus musculus domesticus), sagen die Forscher. Dies ist eine überraschende Nachricht, da wir diesen Prozess normalerweise nur in Mikroben und nicht in Säugetieren sehen.
Diese Studie ist die erste, die den horizontalen Gentransfer sehr detailliert dokumentiert. Kohn sagte:
"Ein Schlüsselelement dieser Studie ist, dass wir die Entwicklung auf frischer Tat ertappt haben."
Kohn lernte die "hybride" Maus kennen, als ihm ein deutscher Bäcker Proben von Mäusen schickte, die er nicht mit Bromadiolon töten konnte, einer besonders "fiesen Version von Warfarin", sagte Kohn.
Als er versuchte, die Mäuse nach vkorc1 zu sequenzieren, konnte er nicht glauben, was sie gefunden hatten: "Ich sagte: 'Das kann keine gewöhnliche Hausmaus sein. Welche Art von Tier hast du mir hierher geschickt?'"
Er sagte, das Gen sei "fehl am Platz". Die Reihenfolge war identisch mit der der algerischen Maus (Mus Spretus), die der von Hausmäusen ähnelt, aber die algerische Maus ist in Deutschland nicht üblich.
"Wir konnten sehen, dass ein großer Teil ihrer DNA aussah Mus Spretus", sagte Kohn," Aber genetisch betrachtet sahen diese obskuren Bromadiolon-resistenten Mäuse wie gewöhnliche Hausmäuse aus. "
"Das ist eine verrückte Maus", schloss er.
Das Team glaubt, dass die algerischen Mäuse ihr resistentes Genom an Mäuse in Spanien oder in die Wüsten Nordafrikas weitergegeben haben, wo sich die beiden Arten überschneiden.
Der Hauptkatalysator war menschliche Aktivität. Vor Tausenden von Jahren hätten sich diese beiden Arten nie getroffen. Aber das Aufkommen von Landwirtschaft und Ackerbau brachte sie zusammen.
Gewöhnlich gibt die Hybridisierung zwischen den Arten sterile Nachkommen, aber in seltenen Fällen, wenn es zum Beispiel einen Überlebensvorteil bringt, tut es nicht:
"Ich denke, wir sind die ersten, die dies in einem Tier zeigen - Hybridisierung führt zu einer Kombination, die vorteilhaft ist", sagte Kohn.
Kombiniert mit dem Auftreten von Warfarin in Nagetiergift in den 1950er Jahren, adaptierten die meist zum Scheitern verurteilten Hybriden:
"... durch Erkundung des Repertoires an Mutationen im vkorc1 - Gen und auch durch Experimentieren mit einer Kopie von vkorc1 aus Mus Spretus", erklärte Kohn.
Das Ergebnis wirft einige wichtige Fragen auf, wie zum Beispiel, ob dies einmal oder oft an verschiedenen Orten passiert ist. Wie einfach ist das? Und ist es nur eine Frage der Zeit, bis wir es bei Ratten sehen?
Kohn sagte, dass wir jetzt vielleicht akzeptieren müssen, dass Tiere durch Hybridisierung genauso vielseitig und anpassungsfähig sind wie Mikroben und Pflanzen.
Er sagte, er sei besorgt, dass unser Wunsch, Arten zu töten, sie nur stärker macht, und diese Studie hebt die Rolle des "menschlichen Faktors" deutlich hervor.
"Eine der größten Sorgen im Hinblick auf den Erhalt der biologischen Vielfalt ist die unbeabsichtigte Verbreitung invasiver Arten auf der ganzen Welt. In dieser Studie kam dieser Test in der Form unseres Wunsches, sogenannte Schädlingsarten mit Giften auszusortieren, mit denen wir uns befreien von Mikroben, Käfern, Unkraut und sogar einigen Säugetieren ", fügte er hinzu.
Geschrieben von Catharine Paddock
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