Gen steuert Stresshormonproduktion bei Makaken

Forschende der Vetmeduni Vienna und der Universität Wien haben das Gen nun auch bei Makaken, einer Primatengattung, untersucht und erstmals gezeigt, dass eine bestimmte Variante des Gens die Ausschüttung des Stresshormons Cortisol begünstigt.

Die Genvariante könnte auch die Rangordnung der Tiere beeinflussen. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Hormones and Behavior veröffentlicht.

Tiere, die in Gruppen leben, sind mit verschiedenen sozialen Herausforderungen konfrontiert. Der Kampf um Nahrung und Paarungspartner sowie die Ausbildung der Rangordnung können Stress verursachen.

Welche Rolle die genetische Ausstattung bei der Ausschüttung bestimmter Hormone und beim Verhalten der Tiere spielen, haben Ralf Steinborn, Leiter der Abteilung Genomik der Technologie-Plattform VetCore an der Vetmeduni Vienna, und die Verhaltensforscherin Lena Pflüger vom Department für Anthropologie an der Universität Wien an Japanmakaken am Kärntner Affenberg in Landskron untersucht.

„Japanmakaken leben in strenger Hierarchie und sind deshalb vermehrt Konflikten und Aggressionen untereinander ausgesetzt. Für uns ist die Art somit ideal geeignet, um das Stressverhalten zu untersuchen“, so Pflüger.

Makaken reagieren unterschiedlich gestresst

Pflüger, Erstautorin der Studie und wissenschaftliche Leiterin des Affenbergs untersuchte 26 geschlechtsreife Männchen während der Paarungssaison, eine für die männlichen Tiere besonders stressige Zeit in der sie um Weibchen konkurrieren.

Sie fand heraus, dass Abbauprodukte des Stresshormons Cortisol im Kot nicht bei allen Individuen in gleichen Mengen vorkommen. „Makaken scheinen mit stressigen Situationen unterschiedlich umzugehen. Manche sind unerschrockener als andere. Uns interessierte, ob es genetische Ursachen für dieses Verhalten gibt und wie die Genetik die Stressreaktion und die Rangordnung beeinflusst“, so Pflüger.

COMT-Gen steuert Stressreaktion bei Menschen

Das COMT-Gen ist beim Menschen eines von mindestens 18 Genen, die das Dopamin-System im Gehirn steuern. Dopamin fördert Fähigkeiten wie etwa das  Planen, Entscheiden und das Lösen von Problemen. Je nach Genvariante wird unterschiedlich viel Enzym produziert, das den Abbau von Dopamin im Gehirn schneller oder langsamer ablaufen lässt.

Hohe Mengen an Dopamin im Gehirn steigern kognitive Leistungen, sind aber auch mit einer gesteigerten Stressreaktion verbunden.

Steinborn und Pflüger fanden unterschiedliche Varianten des COMT-Gens bei Japanmakaken. Es zeigte sich, dass Makaken mit hohem Stresshormonspiegel gleichzeitig über eine bestimmte COMT-Variante verfügen, die vermutlich Dopamin im Gehirn langsamer abbaut.

Die Funktionalität dieser COMT-Variante und der dahinter verborgene Mechanismus, der die Stresshormonspiegel der Tiere beeinflusst, muss nun in weiteren Studien untersucht werden.

„Unsere Ergebnisse deuten zusätzlich darauf hin, dass Tiere mit stressresistenteren COMT-Varianten höhere Ränge in der Gruppe einnehmen. Einen direkten Zusammenhang zwischen COMT-Variante und Ranghöhe müssen wir aber noch genauer untersuchen“, erklärt Steinborn.

COMT-Variante erzeugt Krieger- und Grübler-Typen

„Die Dopamin-Menge im Gehirn steuert verschiedene Verhaltensweisen beim Menschen. Es gibt sogenannte Warrior(Krieger)-Typen. Das sind Personen, bei denen Dopamin im Gehirn rascher abgebaut wird. Sie schneiden schlechter in kognitiven Tests ab, sind dafür aber weniger leicht gestresst.

Die zweite Form sind die sogenannten Worrier-Typen, also jene Menschen, die mehr grübeln und sich Sorgen machen, besser in kognitiven Tests abschneiden, jedoch relativ rasch gestresst sind. Das Dopamin-System funktioniert jedoch wie ein Orchester und ist nicht nur von einem Faktor abhängig“, so Steinborn.

In Zukunft wollen Pflüger und Steinborn noch weitere Gene untersuchen, die im Dopamin-System von nicht-menschlichen Primaten eine Rolle spielen. Dabei ist geplant, verschiedene Affenarten zu untersuchen, die sich in ihrem Sozialsystem unterscheiden. Auch soll die Funktionalität der entdeckten Variante des COMT-Gens auf RNA- und Proteinebene überprüft werden.

Der Artikel „Allelic variation of the COMT gene in a despotic primate society: A haplotype is related to cortisol excretion in Macaca fuscata”, von Lena S. Pflüger, Daria R. Gutleb, Martin Hofer, Martin Fieder, Bernard Wallner und Ralf Steinborn wurde im Journal Hormones and Behavior veröffentlicht.
DOI: doi:10.1016/j.yhbeh.2015.11.012 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0018506X15301926