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Ratte

Die Laborratte hat unschätzbar wertvolle Beiträge zum Verständnis und der Behandlung von Humankrankheiten beigetragen, und das in Bereichen so verschieden wie: kardiovaskuläre Medizin, neurale Regeneration, Wundheilung, Diabetes, Transplantationen, Verhaltensstudien und Erforschung des Raum-Adaptionssyndroms. Außerdem werden Ratten weitläufig für Tests zur Wirksamkeit und Sicherheit von Medikamenten eingesetzt. Unser neuerworbenes Wissen über das Rattengenom wird die weitere Verbesserung der Modelle für all diese Bereiche ermöglichen.

Das Rattengenom
Ratten und kardio-ischämische Anfälle
Referenzen

Das Rattengenom

Die Genomsequenz der braunen Wanderratte wurde am 1. April 2004 enthüllt.1 Dies geschah beinahe zweihundert Jahre nachdem die braune Ratte, Rattus norvegicus, erstmals von Wissenschaftlern verwendet wurde, um die menschliche Physiologie und Medizin besser zu verstehen, wobei sich die ersten Versuche auf die Auswirkungen des Futter- und Sauerstoffentzugs konzentrierten. Labyrinthe zum Test der Intelligenz der Ratte wurden vor etwa einhundert Jahren erstmals gebaut und kurz darauf wurden die ersten Wistar Albino-Ratten gezüchtet. Seitdem ist die Ratte schon fast ein Synonym für Laborexperiment geworden. Die ersten Knock-out und geklonten Ratten wurden erst vor relativ kurzer Zeit erstellt und neue Techniken zur Schaffung transgener Ratten wurden letztes Jahr verkündet, wodurch wertvolle Modelle von Humankrankheiten entwickelt werden können.

Die DNA des Nagetiers wurde von einem gemeinschaftlichen Netzwerk aus Forschern - bekannt als das Rat Genome Sequencing Project Consortium unter Führung des Baylor College of Medicine in den USA - entziffert und analysiert. Um das Ziel zu erreichen, einen hochwertigen Entwurf der Sequenz zu erstellen, entwickelte das Konsortium einen neuen „kombinierten“ Ansatz, der sowohl die Sequenzierungstechnik des Whole-Genome-Shotgun (WGS) als auch die der Bakteriellen Artifiziellen Chromosomen (BAC) anwendet. Um diese im endgültigen Sequenz-Entwurf zu vereinen, entwickelten sie ein Softwarepaket zur Genom-Assemblierung.

Die erhaltene Sequenz ist ein hochwertiger Entwurf aus 2,75 Milliarden Basen, die 90% des Genoms abdecken. Es ist das dritte entschlüsselte Säugetiergenom, was einen Drei-Wege-Vergleiche mit dem Human- und dem Mausgenom ermöglicht. Das Rattengenom ist kleiner als sein menschliches Gegenstück, aber länger als das Mausgenom. Alle drei codieren eine ähnliche Anzahl von Genen - zwischen 25.000 und 30.000. Mit diesen neuen Informationen werden Wissenschaftler herausfinden, welche Eigenschaften spezifisch für Nagetieren sind und welche bei allen Säugetieren gleich.

Etwa 10% der Rattengene sind auch bei der Maus zu finden, allerdings beim Menschen abwesend, wobei einige von ihnen Codes für Geruchsrezeptorproteine sind. Das könnte eine Erklärung für den außergewöhnlichen Geruchssinn von Nagetieren sein. Ratten besitzen mehr Gene für den Abbau von Toxinen als Menschen. Das könnte bedeuten, dass Ratten besser beim Eliminieren von Toxinen aus ihrem Körper sind als Menschen, was interessant für die Verfeinerung ihrer Verwendung in der Toxikologie ist. Es gibt auch bedeutsame Unterschiede in den Genen des Immunsystems.

Fast alle Humangene, die mit Krankheiten in Verbindung gebracht werden, findet sich ein Gegenstück in der Ratte. Diese zu lokalisieren wird Wissenschaftlern dabei helfen, genetische Modelle für Humankrankheiten aus Ratten zu entwickeln. Bessere Rattenmodelle werden sicherlich dabei helfen, das Ausscheiden von Medikamentenkandidaten bei klinischen Studien zu verringern – welches im Moment bei etwa 90% liegt - und gleichzeitig die Entwicklungskosten und die benötigte Zeit bis zur Vermarktung zu senken. Das Genom wird auch neue Wirkstoffziele für Medikamente aufzeigen.

Ratten und kardio-ischämische Anfälle

Die aktuelle Forschung an Ratten könnte neue Methoden aufweisen, um Menschen vor ischämischen Herzkrankheiten zu schützen – einer lebensbedrohlichen Einschränkung des Blutflusses zum Herzen. Forscher an der Stanford Universität in Kalifornien fanden heraus, dass Ratten mit erhöhter Aktivität des Enzyms Aldehyd-Dehydrogenase 2 (ALDH2) weniger Verletzungen als Folge eines kardio-ischämischen Anfalls davontragen und haben eine Verbindung isoliert, Alda-1, die dieses Enzym aktiviert.

Eine Mutation im ALDH2-Gen, die besonders häufig in ostasiatischen Populationen auftritt, führt zu einer reduzierten Enzymaktivität und erhöht das Risiko schwerer Folgeschäden durch einen kardio-ischämischen Anfall. Die Verabreichung von Alda-1 kann dieses mutierte Enzym aktivieren und seine Aktivität wieder auf ein normales Niveau bringen.


Quellen

  1. Rat Genome Sequencing Project Consortium. 2004. Genome sequence of the Brown Norway rat yields insights into mammalian evolution, Nature, 428, 493

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