Biochemie: Gen für Schizophrenie entdeckt

05.08.2013
Foto: Schizophrenie-Gen

Stress-induzierte Akkumulation von TOP3b (grün) in cytoplasmatischen, mRNA-haltigen Granula; © Georg Stoll

Aus unterschiedlichen Blickwinkeln und unabhängig voneinander haben Genetiker aus Finnland und Biochemiker aus Würzburg die molekularen Mechanismen der Schizophrenie und einer kognitiven Leistungsbeeinträchtigung untersucht. Am Ende haben sie festgestellt, dass sich ihre Ergebnisse ideal ergänzen.

Es ist eine makabre Besonderheit, die Finnlands Bevölkerung für Genetiker so interessant macht: Während der Besiedlung des Landes kam es vermutlich mehrmals zu Naturkatastrophen, die unter den Siedlern viele Opfer forderten und ihre Zahl drastisch reduzierte. Das, kombiniert mit der Tatsache, dass sich die einzelnen Siedlerstämme nur wenig untereinander mischten, hat dazu geführt, dass in Finnland heute bestimmte genetische Defekte sehr viel häufiger auftreten als in anderen Ländern Europas.

Auf einer Karte lässt sich diese Besonderheit ohne Mühe erkennen. So steigt beispielsweise die Zahl der Menschen, die eine neurologische Entwicklungsstörung aufweisen, kontinuierlich an, je weiter man sich vom Südwesten des Landes in den Nordosten bewegt. Wer weit im Nordosten aufwächst, hat beispielsweise ein annähernd doppelt so hohes Risiko, unter einer Schizophrenie zu leiden, wie ein Bewohner der Hauptstadt Helsinki. Geringer ist das Risiko in der Region westlich von Helsinki. Gleiches gilt für andere Formen von kognitiven Leistungsstörungen.

Bei der Suche nach den genetischen Grundlagen der Schizophrenie und einer mehr oder weniger stark ausgeprägten kognitiven Leistungsminderung sind Genetiker aus Finnland jetzt fündig geworden: Sie konnten zeigen, dass der Verlust eines Gens auf dem Chromosom 22 das Risiko, eine dieser Krankheiten zu bekommen, in etwa verdoppelt. Bei ihren Untersuchungen der nord-östlichen Bevölkerung Finnlands identifizierten sie einen Defekt im sogenannten TOP3β-Gen, der verantwortlich ist für die fehlerhafte Entwicklung des Gehirns der Betroffenen.

TOP3β: Das ist zufälligerweise genau das Gen, beziehungsweise das Protein, an dem die Wissenschaftler am Lehrstuhl für Biochemie der Universität Würzburg schon seit Langem forschen. Als sie von den Arbeiten der finnischen Genetiker um Aarno Palotie und Nelson Freimer hörten, haben Lehrstuhlinhaber Professor Utz Fischer und seine Mitarbeiter deshalb gleich Kontakt nach Helsinki aufgenommen. Wie sich in den folgenden Gesprächen zeigte, ergänzen sich die Projekte beider Gruppen ideal.

„Das TOP3β-Protein ist eine Topoisomerase, von der sich die meisten Biochemiker nicht mehr viel Neues erwarten und daher gelangweilt abwinken“, sagt Fischer. Von Topoisomerasen ist bekannt, dass sie für die räumliche Organisation der DNA verantwortlich sind; unbekannte spannende Eigenschaften hat man mit ihnen bisher nicht in Verbindung gebracht. Fischer und seine Arbeitsgruppe beschäftigen sich aus einem anderen Grund mit dem Enzym: „Wir erforschen schon seit einiger Zeit einen Komplex, der aus drei Proteinen besteht, den sogenannten TTF-Komplex“, so Fischer.

Zentrales Element dieses Komplexes ist ein Protein mit dem Namen TDRD3. An dessen Enden angelagert sind das TOP3β- und das FMRP-Protein. Die Kombination hat es in sich: Während ein Defekt am TOP3β-Gen, wie jetzt bekannt ist, das Risiko für eine Schizophrenie erhöht, ist von FMRP schon seit Längerem bekannt, dass es im Zusammenhang mit dem Fragiles-X-Syndrom steht – einer der häufigsten Ursachen für eine erblich bedingte kognitive Störung des Menschen. Die Betroffenen weisen eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Verminderung ihrer Intelligenz auf; etliche tragen autistische Züge oder leiden unter epileptischen Anfällen

MEDICA.de; Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg