Prof. Dr. Klaus Schughart - Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

EXPERIMENTELLE MAUSGENETIK
„DIE GENETIK IST EINER DER STÄRKSTEN EINFLUSSFAKTOREN
BEI EINER INFEKTION. WIR WISSEN NOCH VIEL ZU WENIG ÜBER
DAS KOMPLEXE WECHSELSPIEL VON GENEN DES WIRTES BEI
EINER INFEKTIONSABWEHR.“
Prof. Dr. Klaus Schughart, Bereichsleiter Experimentelle Mausgenetik
KRANK ODER NICHT KRANK – AUCH EINE FRAGE DER GENE
Welche Rolle spielen die Gene bei Infektionskrankheiten? Welche Rolle spielen die Erreger? Lässt sich dieses komplexe
Zusammenspiel aus Genen und Erregern am Computer simulieren? Fragen, die erst aufgekommen sind, weil wir inzwischen
einen recht guten Überblick über Gene in Mensch, Tier und anderen Organismen haben. Antworten darauf sucht
Klaus Schughart. Von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neurologischen Leiden oder Allergien wissen Wissenschaftler, dass
sie durch ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Variationen unterschiedlicher Gene ausgelöst werden.
k Schnupfen
Akute oder chronische
Entzündung der Nasenschleimhaut
im Zusammenhang
mit grippalen
Infekten. Ausgelöst
durch Viren – zusätzlich
auch manchmal
Bakterien. Häufigste
Viren-Gattungen:
Rhino-, Entero-, Corona-,
Mastadeno- und
Paramyxoviren. Nicht
zu verwechseln mit
der echten Grippe,
der Influenza.
Selbst der Schnupfen wird von den Genen gesteuert:
Die Nase läuft, der Kopf brummt, die Beine sind schwer.
Mit jedem Niesen fliegen die Viren an feinen Tröpfchen
durch die Luft und versuchen, in der nächsten Nase zu
landen. Aber weshalb bekommt der Schreibtischnachbar
den Schnupfen nicht, während die Kollegin aus dem
Zimmer nebenan ein paar Tage später ebenfalls Viren
verteilt?
Diese Wechselwirkungen der Gene lassen
sich nicht mehr mit dem Schulbuchwissen
über die Mendel´schen
Vererbungslehren der Erbsen
erklären. Um herauszufinden,
welche Gene
sich untereinander
wie beeinflussen,
untersuchen die
Forscher um Klaus
Schughart Mäuse.
Denn Mäuse sind
ein bisschen wie
Menschen – zumindest
genetisch
betrachtet. Und ihre
Gene sind sehr gut untersucht.
Und es gibt sehr
viele unterschiedliche Zuchtlinien,
die sich genetisch unterscheiden.
„Wir halten verschiedene Mausstämme,
deren Erbinformationen wir genau kennen“, erklärt
Klaus Schughart. „Innerhalb eines Stammes sind diese
Mäuse so gleich wie eineiige Zwillinge.“
Kreuzen sie verschiedene Stämme miteinander, bekommen
die Wissenschaftler immer neue Mäusefamilien, die
jedes Mal eine ganz eigene genetische Struktur haben.
„So können wir uns ansehen, wie die unterschiedlichen
Mäusefamilien auf Infektionen reagieren,
und welche Genkombination
für eine bestimmte Reaktion
ausschlaggebend
ist.“
Die Krankheit,
bei der Klaus
Schughart die
genetische
Empfänglichkeit
der
Mäuse dafür
untersucht,
ist die echte
Grippe. Die
Wissenschaftler
erzeugen gigantische
Datenmengen, indem
sie einzelne Mäuse der unterschiedlichsten
Familien immer mit
demselben Krankheitserreger infizieren und

familien, Daten und bioinformatischen Analysewerkzeugen
zu. Darüber hinaus untersuchen er und seine
Kollegen an universitären Forschungsinstituten Infektionen
mit Krankenhauskeimen, Tuberkulose, Parasiten
wie Leishmanien bis zum septischen Schock, Diabetes
und Leberfibrose.
Ein immer wiederkehrender
Arbeitsschritt: zentrifugieren.
dann untersuchen, wie die Mäuse auf die Infektion
reagieren. Untersuchungen, die an Tieren durchgeführt
werden müssen, da es sich verbietet, Menschen – oder
sogar ganze Familien – mit solchen Krankheitserregern
zu infizieren. Auf diesem Weg können sie genetische
Strukturen der Tiere mit der Reaktion auf das Virus oder
das Bakterium in Verbindung bringen.
Ein Modell, das Schule machen wird, ist Klaus Schughart
überzeugt: „Solche Netzwerke von Forschern, die dieselben
Mausfamilien studieren und ihre Daten miteinander
verknüpfen, schaffen einen Fokus, mit dem wir das
komplexe Zusammenspiel der Gene bei der Entstehung
von verschiedenen Krankheiten beim Menschen und
sogar deren Wechselwirkungen verstehen werden.“ Denn
die Genetik ist einer der stärksten Einflussfaktoren bei
Infektionskrankheiten – wir wissen jedoch noch kaum
etwas darüber.
k Mendel´sche
Vererbungslehre
Benannt nach Gregor
Mendel. Erfasst die
Vererbung von Merkmalen,
deren Ausprägung
von nur einem
Gen bestimmt wird.
Ein einzelnes Forschungsteam kann eine Herkulesaufgabe
wie die komplexe Analyse solcher genetischen Erbgänge
jedoch nicht allein bewältigen. Die Konsequenz:
Klaus Schughart hat ein Netzwerk aus zehn Forschungsinstituten
und Universitäten aus Deutschland und den
Niederlanden gegründet. In GeNeSys, der Abkürzung
für „German Network of Systems Genetics“, greifen die
Systemgenetiker auf einen gemeinsamen Pool aus Maus-
Die DNA-Bestandteile werden in
speziellen Kammern auf Gelplatten
aufgetrennt.
KLAUS SCHUGHART
Klaus Schughart studierte und promovierte in Biologie an der Universität Köln. Im Anschluss, 1987,
ging er für drei Jahre als Post-doc an die Yale University, USA, und arbeitete im Labor von Prof.
Frank Ruddle über die embryonale Frühentwicklung von Mäusen. Von 1990 bis 1995 leitete er eine
Nachwuchsforschergruppe am MPI für Immunbiologie in Freiburg. In der Zeit beschäftigte ihn die
Embryonalentwicklung der Maus. Er habilitierte sich 1994 an der Universität Freiburg und ging im
Anschluss nach München, um dort als Projektleiter in der Abteilung für Säugetiergenetik an der
GSF zu arbeiten. 1997 bis 2001 war er Leiter der Abteilung Molekular- und Zellbiologie von Transgen
in Straßburg und forschte im Bereich der Gentherapie. Im Anschluss führte ihn sein Weg nach
Braunschweig: Ab 2002 war er im wissenschaftlichen Direktorium des HZI verantwortlich für das
Forschungs- und Entwicklungsprogramm des Zentrums und leitete die Abteilung Technisch-Wissenschaftliche
Dienste. Seit 2006 leitet er die Abteilung Experimentelle Mausgenetik und ist gleichzeitig
Professor an der Tierärztlichen Hochschule Hannover.
Stand: April 2009