Christian Manhart - Reduktion - Der Mensch muss kleiner werden!

Johann begann nun mit seinem Fachvortrag über sein Lieblingsthema. Da sich nur sehr wenige Biologen im Raum befanden, hatte er einen Crashkurs in Genetik vorbereitet. Auf der Leinwand erschien die Abbildung eines Chromosoms.

„Meine Ausführungen sollen ihnen einen kurzen und oberflächlichen Aufriss über den sehr komplexen Aufbau unseres Lebens geben. Dann werden sie erkennen, dass unser Wissen über die Entstehung des Lebens schon sehr weit fortgeschritten ist. Dieses Wissen können und sollten wir nutzen. Beginnen wir bei dem Baumaterial der Säuger, zu denen wir auch gehören.

Die Zellen. Jede Zelle besteht aus einem Zellkern. Der Zellkern, welcher bei Säugern typischerweise einen Durchmesser von 5 bis 16 μm hat, ist das im Mikroskop am leichtesten zu erkennende Organell der Zelle. Er wird durch die Kernhülle, bestehend aus zwei biologischen Membranen, der inneren und äußeren Kernmembran, begrenzt, welche die sogenannte perinukleäre Zisterne, deren Breite 10-15 nm entspricht, gefestigt und von Mikrofilamenten, hier mit einer Dicke von 2 bis 3 nm, umschlossen. Die Gesamtdicke der Kernhülle beträgt etwa 35 nm. Das im Zellkern vorhandene Erbgut der Zelle befindet sich in den Chromosomen, in mehrere zu Chromatin verpackten DNA-Fäden.

Im Zellkern liegt die DNA geschützt, dort findet die Replikation statt. Im Zellkern wird die Chromatinstruktur und die Transkription organisiert. Sie sehen hier eins der Chromosomen. Die Anzahl der Chromosomen variiert bei den unterschiedlichen Spezies. Die Menge der Chromosomen einer Spezies pro Körperzelle ist aber stets identisch. Der Mensch besitzt 23 Chromosomenpaare bzw. 46 einzelne Chromosomen.

Die X-ähnliche Form der Chromosomen, die in den meisten Darstellungen vorherrscht, tritt nur in einem kurzen Abschnitt während der Zellkernteilung auf, nämlich in der sogenannten Metaphase. Im einfachsten Fall enthält ein Chromosom einen durchgehenden DNA-Faden. Der DNA-Faden wird oft als DNA-Molekül bezeichnet, obwohl es sich bei der vorliegenden DNA-Doppelhelix um zwei Einzelstrang-Moleküle handelt. Eindeutige Bezeichnungen sind DNA-Doppelstrang oder DNA-Doppelhelix.

Wenn eine Zelle wächst um sich später zu teilen, dann muss in einem bestimmten Abschnitt des Zellzyklus die DNA verdoppelt werden. Dies ist erforderlich, damit später beide Tochterkerne das ganze Erbgut, also Kopien aller Chromosomen, erhalten können. Nach der DNA-Verdopplung hat jedes Chromosom zwei identische DNA-Doppelstränge.

Soviel zum Aufbau der Zellen. Und nun wird es aber wirklich spannend.

Das menschliche Genom, also die Gesamtlänge der DNA, umfasst etwa 3,2 Milliarden von Basenpaaren, mit bisher gefundenen, definierten 23700 Genen. Menschen haben zwei Kopien des Genoms, eine von der Mutter und eine vom Vater, die in jedem Zellkern vorliegen. Aus dem Molekularmodell der DNA ergibt sich für 10 Basenpaare in der Doppelhelix eine Länge von 3,4 Milliardstel Metern. Daraus lässt sich hochrechnen, dass die Gesamtlänge der DNA in jeder menschlichen Zelle über 2 Meter beträgt. Diese sind beim Menschen auf 2n = 46 Chromosomen verteilt, so dass ein Chromosom durchschnittlich etwa 140 Megabasenpaare oder Millionen Basenpaare und damit einen DNA-Faden von knapp 5 cm Länge mit etwas über 1000 Genen enthält. Das Chromosom 1, als größtes menschliches Chromosom bekannt, hat 247 Mbp, das kürzeste Chromosom 21, hat weniger als ein Fünftel davon, nämlich 47 Mbp. Die Gene sind außerdem zwischen den Chromosomen ungleichmäßig verteilt. Das im Verhältnis relativ genreichste Chromosom 19, enthält auf 64 Mbp über 3000 Gene, die ungefähr 2- 2,5 % der gesamten DNA einer menschlichen Zelle entsprechen. Während das genarme Chromosom 18 auf 76 Mbp nur etwa 600 Gene enthält.

Womit wir auch schon beim Thema Gene angelangt sind.

Der Ort auf einem Chromosom, an dem sich das Gen befindet, wird allgemein als Genort bezeichnet. Gene sind nicht gleichmäßig auf den Chromosomen verteilt, sondern kommen zum Teil in so genannten Clustern vor. Gencluster können dabei aus zufällig in räumlicher Nähe zueinander liegenden Genen bestehen, oder es handelt sich um Gruppen von Genen, die für Proteine kodieren, die in einem funktionellen Zusammenhang stehen. Gene, deren Proteine ähnliche Funktion haben, können aber auch auf verschiedenen Chromosomen liegen. Die Gene welche in den verschiedenen Chromosomen enthalten sind, wurden noch nicht alle entschlüsselt und zugeordnet. Das größte menschliche Gen hat die Bezeichnung DMD. Es besteht aus 2,5 Millionen Basenpaaren. Die Transkiption, also die Vervielfältigung des Gens, dauert alleine bei diesem Gen 16 Stunden.

Es gibt ein entscheidendes Gen für das Größenwachstum beim Menschen. Es heisst HMGA2 und besteht aus 4000 Basenpaaren. Wenn man nur ein Einziges dieser Basenpaare verändert, beeinflusst man bereits das Größenwachstum.

Ich bin nun am Ende meiner Ausführungen und hoffe ich habe ihnen einen kleinen Einblick geben können, wie breit und tief unser Wissen über den Menschen bereits ist. Die daraus resultierenden Einflussnahmen, die sich aus dem Wissen ergeben sollten wir nutzen. Wir können sie zu unserem Vorteil nutzen.

In der Praxis lässt sich nämlich mit diesem Wissen schon einiges anfangen. Ich überspringe jedoch an dieser Stelle den aufwändigen und komplizierten Prozess der bewussten Manipulierung von Gensequenzen. Ich zeige ihnen vielmehr konkrete Ergebnisse.“

Schellberg lächelte den Teilnehmern zu. Er war sich bewusst, dass viele von ihnen mit diesem Thema ihre Probleme hatten. Deshalb hatte er mit seinem Würzburger Team einen Videoclip vorbereitet.

Johann drückte auf das Laptop und wechselte zum nächsten Bild. Er spielte den Film ab.

Das Video zeigte eine Laborantin die in einem Tierlabor mit weissen Mäusen beschäftigt war. Diese rannten in einem Glasterrarium umher. Alles sah nach normaler Tierhaltung aus. Mehrere dieser Glasterrarien waren nebeneinander angeordnet. Die Kamera beobachte eine Weile das muntere Treiben der Tiere und schwenkte sodann auf das danebenliegende Becken. Auch darin befanden sich weisse Mäuse. Nur diese Mäuse waren unglaublich klein. So hatten diese Mäuse nur die etwaige Größe einer menschlichen Fingerkuppe. Die Laborantin stellte sich daneben und versuchte eine der quirligen Tiere einzufangen. Mit einem Plastikbecher fing sie mit geübtem Handgriff eine davon ein und stellte sie in dem kleinen Gefäss zu den großen, den normalen Mäusen. Der Unterschied war gewaltig. Johann beobachtete das Staunen im Publikum und lächelte. Sein Vortrag war auf dem Höhepunkt angelangt.

„Wie sie sehen, habe ich schon mal ein bisschen Vorarbeit geleistet. Das wesentlich kleinere Exemplar dieser genetisch veränderten Maus erscheint sehr zierlich und verletzlich. Doch dem ist in der Realität nicht so. Sie ist ausgesprochen agil, äußerst widerstandsfähig und kerngesund.“

Das Video lief weiter und die Laborantin ging zu einem weiteren Becken. Darin befanden sich zwei fette Mäuse von der Größe einer Ratte.

„Was sich verkleinern lässt, lässt sich logischerweise auch vergrößern. Wenn der Schlüssel einmal bekannt ist, kann man diese Prozesse ohne Weiteres beherrschen. Diese beiden großen Mäuse leiden allerdings unter Problemen, die diese winzigen Tierchen nicht kennen. Die großen Mäuse neigen zur Fettleibigkeit. Sie sind träge und behäbig. Ihre Lebenserwartung ist zwar aller Voraussicht nach, den normalen und den verkleinerten Versuchstieren etwas überlegen. Aber dafür erkranken sie meist schon sehr früh. Ihre Herzen und der Kreislauf müssen erheblich mehr leisten als bei den kleineren Tieren. Theoretisch werden sie ungefähr ein Drittel älter. Doch das letzte Drittel besteht meist aus Trägheit, Krankheit und Siechtum.

Die Lebenszyklus der normalen Maus hingegen verläuft im Allgemeinen bis auf die bereits bekannten Anfälligkeit von Kleinsäugern immer im selben Rhythmus.