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DNA-Rekonstruktion

Forscher puzzeln Neandertaler-Bauplan zusammen

Forscher glauben, das Erbgut des Neandertalers komplett rekonstruieren zu können. Das könnte auch die alte Frage beantworten, ob sich Homo sapiens und Neandertaler gepaart haben - und ob die Spuren der prähistorischen Verbindung bis heute im menschlichen Erbgut stecken.

Es wäre nur eine Notiz aus dem Labor, wenn nicht das Unterfangen selbst so spektakulär wäre: Die Wiederherstellung des Neandertaler-Erbguts ist ein Stückchen näher gerückt. "Wir sind zuversichtlich, dass es technisch machbar ist, eine zuverlässige Sequenz des Neandertaler-Genoms zu erhalten", schreiben Svante Pääbo und seine Kollegen vom Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie. Aus einer Vielzahl von Erbgut-Schnipseln in knapp 40.000 Jahren alten Knochen ließen sich jene herausfischen, die tatsächlich vom Neandertaler stammen, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Proceedings of the National Academy of Sciences".

Chemische Reaktionen an den Bruchstücken der DNA-Stränge des Neandertaler-Erbguts machten eine solche Rekonstruktion möglich. Allerdings gilt diese prinzipielle Feststellung nur unter einem gewichtigen Vorbehalt: Es müssen genug Schnipsel von mehreren Individuen vorhanden sein, um eine Erbgut-Schablone wie mit Steinchen eines Mosaiks füllen zu können. Ihre Zuversicht gewinnen die Genetiker aber nicht zuletzt aus dem Vergleich mit Resten von Mammut und Höhlenbär, die beide über 40.000 Jahren alt sind. Auch hier könne eine Rekonstruktion gelingen, glauben Pääbo und seine Kollegen.

"Eine signifikante technische Studie zum DNA-Verfall" nennt der Anthropologe Richard Potts vom Smithsonian National Museum of Natural History in Washington den Aufsatz. Für die breite Öffentlichkeit dürften weniger die Verfahrens-Details interessant sein als die Tatsache, dass nun ein kompletter genetischer Bauplan des nächsten Verwandten des Homo sapiens näher rückt.

Seit Jahren liefern sich Wissenschaftler ein Rennen um die ersten vollständigen Erbgutsequenzen ausgestorbener Arten:

• Zum 150-jährigen Jubiläum des ersten Neandertaler-Fundes in einem Steinbruch bei Düsseldorf hatten das Leipziger Max-Planck-Institut und die US-Firma 545 Life Sciences angekündigt, binnen zwei Jahren das Neandertaler-Genom sequenzieren zu wollen.
• Im November konnten sie dann parallel in den beiden renommierten Wissenschaftsmagazinen "Nature" und "Science" vermelden, dass die erste Million Basenpaare erfolgreich sequenziert sei. Gemessen am geschätzten Gesamtumfang von 3,2 Milliarden Paaren war das jedoch erst ein Anfang.
• Anfang Juli 2006 lasen Leipziger Genetiker in den Genen eines 43.000 Jahre alten Mammuts und fanden heraus, dass es auch blonde Exemplare des Zotteltiers gab.
• Im Januar vergangenen Jahres hatte der Niederländer Hendrik Poinar in "Science" erste Teile des Kerngenoms eines Wollhaarmammuts veröffentlicht, das vor 135.000 bis 10.000 Jahren lebte.
• Bereits im Juni 2005 hatten Pääbo und Edward Rubin eine Fingerübung vorgeführt: Aus einem Zahn und Knochenresten eines über 40.000 Jahre alten Höhlenbären isolierten sie ausreichend viele DNA-Schnipsel, um erste Teile vom Erbgut des Raubtiers zusammensetzen zu können.
• Schon 2005 hatte Rubin vollmundig verkündet, dass man in zehn Jahren über zehn komplette Neandertaler-Genome verfügen werde.

So etwas sei sehr "Proben-intensiv", wandte Milford Wolpoff, ein Anthropologe an der University of Michigan, ein. Er sei sich weder sicher, ob es genug Knochen für so etwas gebe, noch ob Museumskuratoren bereit seien, diese zermahlen zu lassen. Wenigstens zeigt die jetzige Veröffentlichung der Leipziger Forscher, dass Verunreinigungen durch fremde Mikroben und DNA-Spuren der Forscher so aus den Proben heraussortiert werden können, dass reines Neandertaler-Material übrig bleibt.

Klärung der Frage: Folgenreicher Sex zwischen den Spezies?

"Verschmutzung und Zerfall von DNA war zehn Jahre lang ein ernsthaftes Problem", sagte Erik Trinkaus von der Washington University in Saint Louis. Mit Blick auf Pääbo und sein Team sagte er: "Ich bin mir nicht sicher, ob sie das Problem vollständig gelöst haben, aber es ist ein großer Schritt in die richtige Richtung."

Mit dem Namen Trinkaus verbindet sich die hartnäckige - und in Fachkreisen höchst umstrittene - These einer Paarung von anatomisch modernen Menschen und Neandertalern. Immer wieder präsentiert Trinkaus Knochenfunde, die er als Belege erfolgreicher Kreuzungen sieht. Der Humangenetiker Bruce Lahn von der University of Chicago geht gar noch einen Schritt weiter: Er glaubt, dass sich im Erbgut des modernen Menschen Spuren von Neandertaler-DNA finden. Der direkte Vergleich des Human- und des Neandertaler-Genoms könnte diese ebenso populäre wie schwer zu klärende Streitfrage endlich beantworten.

Dass aber alleine die Gene erklären, wie ein Lebewesen entsteht, gar wie es funktioniert - diese Vorstellung erweist sich als immer unrealistischer. Mitte Juni veröffentlichte ein internationales Forscherteam in nicht weniger als 28 Beiträgen für "Nature" und das Fachmagazin "Genome Research" erste Ergebnisse des "Encode"-Projekts: Im bisher als "Müll-DNA" geschmähten Teil des Erbguts verstecken sich wahre Schätze. Auch beim nächsten Verwandten des Menschen wird das so gewesen sein.

stx/AP