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Mammut-Genom: Erstmals Erbgut einer ausgestorbenen Tierart entziffert

Forscher haben 70 Prozent des Wollhaarmammut-Genoms rekonstruiert - eine wissenschaftliche Premiere: Nie zuvor wurde das Erbgut einer ausgestorbenen Tierart so weitgehend entziffert. Schon wird über eine Auferstehung des Riesen spekuliert, auch wenn das bisher noch pure Science Fiction ist.

Unter seinen Füßen erzitterten einst die eisigen Weiten des Nordens, doch das ist lange her: Vor rund 10.000 Jahren ist das Wollhaarmammut in Europa ausgestorben. Die letzten Exemplare der pelzigen Riesen lebten auf der Wrangelinsel im äußersten Nordosten des heutigen Russland - doch auch sie verschwanden vor rund 3700 Jahren.

Skelett eines Wollhaarmammuts (Simulation): 70 Prozent des Genoms sind sequenziert
REUTERS

Skelett eines Wollhaarmammuts (Simulation): 70 Prozent des Genoms sind sequenziert

Jetzt hat ein amerikanisch-russisches Forscherteam das Erbgut des Mammuts zu weiten Teilen entziffert. Es sei das erste Genom einer ausgestorbenen Tierart, das in größerem Umfang vorliege, berichtet das britische Wissenschaftsmagazin "Nature", in dem die Forscher ihre Arbeit vorstellen. Das Team um Stephan Schuster von der Pennsylvania State University hatte für die DNA-Analyse Haarproben von zwei Mammuts gesammelt, die seit Jahrtausenden im Eis eingefroren waren.

4,2 Milliarden Basenpaare sequenziert

Das Erbgut der ausgestorbenen eiszeitlichen Elefantenart (Mammuthus primigenius) unterschied sich in der Analyse nur um etwa 0,6 Prozent von dem seines engsten heute lebenden Verwandten, dem Afrikanischen Elefanten, schreiben die Forscher in "Nature" (Bd. 456, S. 387). Damit sind die Genomunterschiede nur etwa halb so groß wie zwischen dem Menschen und seinem nächsten Verwandten, dem Schimpansen. Mammut und Elefant haben sich im Laufe der Evolution ungefähr zur gleichen Zeit auseinanderentwickelt wie Mensch und Schimpanse, vielleicht sogar noch etwas früher.

Für die Analyse hatten die Forscher Haare von zwei sibirischen Wollhaarmammuts mit den Nummern M4 und M25 verwendet. M4 lag rund 20.000 Jahre im Eis, M25 etwa 60.000 Jahre. Haare sind eine ideale Quelle für alte DNA, weil sie weit weniger mit Bakterien und Pilzen verunreinigt sind als etwa Knochen, wie Michael Hofreiter vom Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in einem begleitenden "Nature"-Beitrag schreibt. Insgesamt haben die Forscher 4,2 Milliarden Basenpaare mit Erbinformation sequenziert. 3,3 Milliarden davon konnten sie dem Wollhaarmammut zuordnen, was einer Quote von 80 Prozent entspricht.

Anhand der Erbgutgröße des Afrikanischen Elefanten, dessen Genom als fast anderthalb Mal so groß eingeschätzt wird wie das menschliche, rechnen die Forscher hoch, dass sie etwa 70 Prozent des Mammut-Erbguts entziffert haben. Dabei stießen sie auch auf Gene, die in einem Vergleich von 50 verschiedenen Säugetierarten nur beim Mammut vorkommen.

Analyse erst durch neue Technik möglich

Um zuverlässige Analysen zu erhalten, musste das Genom mehrmals sequenziert werden. Aufgrund der enormen Anzahl von Basen in der Zellkern-DNA der Mammuts war dies jedoch erst durch die im Jahr 2005 vorgestellte sogenannte 454-Technik realisierbar, die mehrere Millionen Basenpaare pro Durchlauf ermitteln kann. Bisher wurde bei fossilen Funden hauptsächlich die DNA in den Mitochondrien, die Körperzellen mit Energie versorgen, untersucht. Das darin enthaltene Erbgut ist jedoch weniger umfangreich als das aus dem Zellkern der Haarwurzeln.

Zwar sei die nun vorliegende Arbeitsversion des Mammuterbguts noch zu lückenhaft und fehleranfällig, um daraus Standardgene dieser Tierart abzuleiten, betont Hofreiter. Dennoch beflügelt die Arbeit Phantasien über die Wiederbelebung des Mammuts. So hatten japanische Experten kürzlich erfolgreich Klone von Mäuse geschaffen, die ungeschützt 16 Jahre lang im Tiefkühlschrank lagen. Die dabei verwendete Technik sahen sie auch als denkbaren Weg zur Wiedererweckung ausgestorbener Tierarten wie dem Mammut.

"Nature" untersucht in einem weiteren Beitrag die Chancen, das Mammut mit moderner Biotechnologie auferstehen zu lassen. Da bislang keine intakten Mammut-Zellkerne gefunden worden seien, müssten dazu zunächst künstliche Chromosomen hergestellt und in einen Zellkern gebracht werden - was aus heutiger Sicht reine Science Fiction ist. Anschließend könnte mit Hilfe von Eizellen von Elefanten versucht werden, Mammuts zu klonen, die dann von den Elefanten-Leihmüttern ausgetragen werden müssten.

Allerdings hat noch nie jemand einen Embryo künstlich in eine Elefanten-Gebärmutter eingesetzt, und auch die Gewinnung von Elefanten-Eizellen ist mit großen Schwierigkeiten verbunden. Der gesamte Prozess der Mammut-Wiederbelebung ist laut "Nature" nach dem heutigen Stand der Technik unmöglich, scheint aber nicht für alle Zukunft ausgeschlossen.

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