Genom des Hauspferdes vollständig entschlüsselt

Ein internationales Forscherteam hat unter Mitwirkung der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) das Genom des Hauspferdes, Equus caballus, vollständig entschlüsselt und dabei bemerkenswerte Ähnlichkeiten zum menschlichen Genom entdeckt.

Die Ergebnisse veröffentlicht die Forschergruppe am Freitag, 6. November 2009 in dem renommierten Fachmagazin Science. Diese Ergebnisse bilden die Grundlage, um das Zusammenspiel von Genen bei der Entstehung von Krankheiten sowie der Evolution der Pferde und ihrer verwandten Arten zu erforschen.

Das Gemeinschaftsprojekt zur Entschlüsselung der rund 2,7 Milliarden Basenpaare des Pferdegenoms wurde Anfang 2006 gestartet. Daran beteiligt sind Wissenschaftler verschiedener kooperierender Einrichtungen: Professor Dr. Ottmar Distl aus dem Institut für Tierzucht und Vererbungsforschung der TiHo, Professor Dr. Tosso Leeb aus dem Institut für Genetik der Universität Bern und ehemaliger Mitarbeiter der TiHo, Dr. Helmut Blöcker aus der Abteilung Genomanalyse des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung und Kerstin Lindblad-Toh, PhD, Eli and Edythe L. Broad Institute, eine Gemeinschaftseinrichtung des Massachusettes Institute of Technology und der Harvard University.

„Pferde und Menschen leiden unter ähnlichen Krankheiten. Wenn wir die genetischen Übeltäter bei Pferden identifizieren, können wir daraus auch Rückschlüsse auf Erkrankungen beim Menschen ziehen. Pferde sind herausragende Athleten. Wenn wir diese genetisch verankerten Eigenschaften studieren, können wir neue Erkenntnisse für den Muskelaufbau und die Knochenstabilität und somit auch zur Osteoporose des Menschen erhalten“ erläutert Professor Distl.

Rund 90 Erbkrankheiten, unter denen Pferde leiden können, sind mit menschlichen Erkrankungen vergleichbar. Besonders bemerkenswert ist die geringe Anzahl von Rearrangements, also der Umstrukturierung der Chromosomen, im Pferdegenom im Vergleich zum Menschen. Mehr als die Hälfte der Pferdechromosomen haben eine mit dem menschlichen Genom vergleichbare Anordnung der Gene. Dies ist deutlich höher als der Vergleich zwischen Mensch und Hund. Damit empfiehlt sich das Pferd für die Untersuchung von für den Menschen wichtigen Leistungseigenschaften und Krankheiten.

Im Frühjahr 2007 hatte die Forschergruppe bereits einen ersten Entwurf der Pferdegenomsequenz veröffentlicht und die Sequenz in einer frei zugänglichen Datenbank im Internet veröffentlicht. Die jetzige Arbeit stellt eine starke Verfeinerung und verbesserte Anordnung der Informationen mit einer ungleich größeren Datenmenge dar. Um diese sogenannte hoch auflösende Genomsequenz zu erstellen, haben die Forscher die rund 2,7 Milliarden Basenpaare der Vollblut-Stute „Twilight“ der Cornell University in Ithaca sequenziert.

Zusätzlich haben sie größere Bereiche des Genoms anderer Pferderassen verglichen, wie Hannoveraner, Araber, Andalusier, American Quarter Horse, Belgische Kaltblüter und Isländer, um genetische Varianten – zwischen den Rassen genauso wie innerhalb einer Rasse – aufzuspüren. Daraus ist eine Datenbank mit über einer Million Varianten einzelner Basenpaare, sogenannter single nucleotide polymorphisms, SNPs, entstanden.

Auf Grundlage der neuen Datenbank haben die Forscher bereits Mutationen für Farbvarianten, Gelenkerkrankungen und eine verminderte Fruchtbarkeit gefunden. „Die Osteochondrose ist eine bei Pferden häufige Erkrankung der Gelenke, die bereits im Fohlenalter auftritt. Mit Hilfe der Erkenntnisse über die Entstehung dieser Erkrankung werden wir neue Diagnose- und Behandlungsformen entwickeln können“ sagt Professor Dr. Ottmar Distl.

„Das Pferdegenomprojekt ist eine große Gemeinschaftsleistung der Pferdegenetiker. Dank der Unterstützung der VolkswagenStiftung konnten wir einen großen Beitrag für die richtige Anordnung der Sequenzen leisten. Die Ergebnisse sind schon jetzt nachhaltige Bestandteile für unsere Forschungsarbeiten und ermöglichen uns, das rasante Tempo der neuen Entwicklungen in der Genetik mitzugehen“ sagt Professor Dr. Ottmar Distl.

Den Forschern der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung wurden für ihre Arbeiten am Pferdegenom aus dem „Niedersächsischen Vorab“ der VolkswagenStiftung 1,5 Millionen Euro zur Verfügung gestellt. Die Mittel werden auf Vorschlag der Niedersächsischen Landesregierung, vertreten durch das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur, vergeben.