Singende Mäuse können Hinweise auf menschliche Sprachstörungen geben

Forscher untersuchen derzeit singende Mäuse, um Einblicke in ihr einzigartiges Verhalten zu gewinnen, in der Hoffnung, Gene zu identifizieren, die beim Menschen Sprachstörungen verursachen.

Das Forschungsteam des Texas Advanced Computing Centers (TACC) an der University of Texas in Austin analysiert die Gene der singenden Mäuse (scotinomys teguina), die aus Wäldern in den Bergen Costa Ricas stammen.

Sie erzeugen eine Reihe von schrillen Tönen mit bis zu 20 Quietschen pro Sekunde, die einem Vogelgesang ähneln, um mit anderen Mäusen zu kommunizieren. Die Forscher sagen jedoch, dass die Mäuse im Gegensatz zu Vögeln ein Lied in nur einer Note singen.

In dieser neuesten Studie haben sich die Forscher auf ein bestimmtes Gen konzentriert, das die Komponenten des Mausliedes - FOXP2 - ausmacht.

Die Forscher sagen, dass dieses Gen von Interesse ist, da es das einzige Gen ist, das direkt an menschlichen Sprachstörungen beteiligt ist.

FOXP2-Gen "kann mit DNA interagieren"

Das FOXP2-Gen beim Menschen wurde mit vielen Sprachproblemen in Verbindung gebracht. Das Gen spielt eine Rolle als "Transkriptionsfaktor", der die Expression anderer Gene kontrolliert.

Wenn ein FOXP2-Gen mutiert ist, führt dies zu einer Abnahme der Genexpression, die zu zahlreichen Sprachproblemen wie Stottern führen kann.

Die Forscher sagen, dass dieses Gen zwischen singenden Mäusen, Labormäusen und Menschen sehr ähnlich ist. Ziel dieser Studie ist es daher, Teile des Gens, die zum Mauslied beitragen, zu identifizieren und Hinweise auf eine "natürliche Selektion" abseits von Genmutationen zu finden.

Für diese Studie haben die Forscher Aufnahmen mit den singenden Mäusen ihrer eigenen Spezies zusammen mit anderen erkennbaren Arten gemacht, um die Genexpressionsmuster zu beobachten.

Lauren O'Connell, eine Postdoktorandin bei TACC, sagt:

"Wir fanden heraus, dass wenn ein Tier ein Lied von derselben Spezies hört, diese Neuronen, die FOXP2 tragen, aktiviert werden. Wir denken also, dass FOXP2 eine Rolle bei der Integration dieser Information spielen könnte."

Steven Phelps, Forscher an der Universität von Texas und leitender Forscher in dem Projekt, sagt, dass durch das Lernen, was das FOXP2-Gen aktiviert und welche Gene dadurch aktiviert werden, es zeigen könnte, wie die Umgebungsbedingungen die Genexpression beeinflussen könnten und welche Gene dies sind wichtig und in den Prozess eingebunden.

"Wir fragen zwei Dinge, ob es Sequenzänderungen in der DNA gibt, die mit der Ausarbeitung des Liedes verbunden sind und ob bestimmte Elemente mehr mit FOXP2 interagieren", sagt Phelps.

"Das gibt uns Hinweise darauf, welche Rolle FOXP2 bei der Ausarbeitung von Vokalisierungen spielen könnte."

Um zu verstehen, wie FOXP2 mit der DNA interagiert, um die Funktion anderer Gene zu regulieren, haben die Forscher zwei "Supercomputer" verwendet, die kleine Fragmente überlappender DNA lesen, so dass die vollständige Sequenz abgezogen werden kann.

Genetische Ursache von Sprachstörungen könnte identifiziert werden

Diese fortgesetzte Forschung, so Phelps, wird dazu beitragen, mehr über die Verbindung zwischen FOXP2 und den singenden Mäusen herauszufinden und so mehr Informationen darüber zu erhalten, wie das Gen Sprachstörungen beim Menschen beeinflusst.

Die Forscher sagen, dass, wenn die DNA-Sequenzen, die mit FOXP2 interagieren, neben anderen Genen identifiziert werden können, die mit der Genfunktion verbunden sind, es möglich sein könnte, eine "kausale Sequenz" zu identifizieren.

"Wenn Menschen genomweite Assoziationsstudien am Menschen durchführen, tendiert die genetische Variation dazu, in großen Blöcken zu entstehen", fügt Phelps hinzu.

"Wenn man also eine DNA-Sequenz erhält, die einen Phänotyp voraussagt, wie das Risiko für Autismus, ist es sehr schwer zu wissen, welcher Aspekt in diesem sehr langen DNA-Abschnitt tatsächlich wichtig ist."

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