Medizin am Abend Fazit: Teenager als Väter: Studie zeigt erhöhte Zahl von Erbgutveränderungen
Samen von Teenager-Vätern weisen überraschend viele Erbgutveränderungen auf, außerdem finden sich bei Spermien junger Männer allgemein deutlich mehr Mutationen als bei Eizellen gleichaltriger Frauen. Das könnte erklären, warum Babys sehr junger Eltern vergleichsweise häufig von Geburtsdefekten betroffen sind. Entsprechende Studienergebnisse von Forschern aus Münster, Cambridge und Salzburg sind am Mittwoch, 18. Februar, im britischen Fachjournal Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht worden.
Eine Untersuchung von 24.097 Eltern und ihren Kindern zeigt, dass die
Kinder von Teenager-Vätern unerwartet viele DNA-Mutationen aufweisen. „Die
Samen von Teenagern haben offenbar rund 30 Prozent mehr
Erbgutveränderungen als die von 20 Jahre alten Männern“, erläutert Prof.
Heidi Pfeiffer, Direktorin des Instituts für Rechtsmedizin an der
Uniklinik Münster.
„Das ist ein möglicher Grund dafür, dass Kinder von
Teenager-Eltern ein höheres Risiko für Autismus, Schizophrenie, Spina
Bifida (Wirbelspalt), geringes Geburtsgewicht und sonstige Geburtsdefekte
haben.“ Insgesamt kommen etwa eineinhalb Prozent der Babys erwachsener Eltern mit Geburtsfehlern zur Welt.
Für die nun veröffentlichte Studie haben die Forscher Mikrosatelliten
untersucht, das sind sehr kurze DNA-Sequenzen, die sich im Erbgut eines
Organismus mehrfach unmittelbar hintereinander wiederholen. Veränderungen
in den Mikrosatelliten treten bei der Zellteilung häufig auf, etwa eine
Wiederholung der Sequenz mehr oder weniger gegenüber der Vorlage. Weil die
entsprechenden DNA-Abschnitte nicht als Bauplan für Proteine dienen,
wirken sich Veränderungen nicht auf die Erscheinung oder Gesundheit eines
Lebewesens aus. Wissenschaftler können Mikrosatelliten als
Zellzykluszähler nutzen: Der Vergleich etwa zwischen DNA-Abschnitten in
einer Ei- oder Samenzelle und den entsprechenden Abschnitten im
elterlichen Erbgut ermöglicht es, abzuschätzen, wie viele Zellteilungen
dazwischen stattgefunden haben. Bei Frauen liegen zwischen der Empfängnis
des weiblichen Embryos und der Ausbildung der Ur-Eizellen etwa 22
Zellteilungen.
Schon kurz nach der Geburt eines Mädchens sind alle Ur-Eizellen ausgebildet, aus diesem endlichen Fundus entwickeln sich bis zu
den Wechseljahren die reifen Eizellen. Bei Männern dagegen bilden sich im
Lauf des Lebens immer neue Ur-Samenzellen. Dass ältere Männer eine
deutlich erhöhte Anzahl von Erbgutmutationen in ihren Spermien aufweisen,
ist leicht zu erklären:
Durch die kontinuierlichen Zellteilungen sammeln sich zeitlebens immer mehr Mutationen an.
Ein überraschendes Ergebnis der aktuellen Studie ist, dass sich schon bei
Teenager-Vätern fast sieben Mal so viele Mutationen in den Mikrosatelliten
finden wie bei Teenager-Müttern. Nimmt man an, dass die Veränderungsrate
bei beiden Geschlechtern gleich ist, führt das zu einem überraschenden
Schluss: Auf dem Weg von der Empfängnis eines männlichen Embryos bis zum
Spermium beim Jugendlichen wären rund 150 Zellteilungen nötig, um die
Mutationen zu erklären. Bisher ist die Zahl der Zellteilungen bis zu
diesem Zeitpunkt auf rund 30 geschätzt worden.
Das Hodengewebe eines jungen Mannes – die großen ovalen Strukturen sind Querschnitte der Samenkanälchen.Foto: CeRA, WWU Münster
In den Jahrzehnten nach der Pubertät erhöht sich die Zahl der DNA-Mutationen viel langsamer als bisher erwartet, bei 50 Jahre alten Männern liegt sie 30 Prozent höher als bei Teenagern. Diese langsame Mutationsrate lässt sich durch ein Reservoir an speziellen Stammzellen erklären, die sich nach der Pubertät kaum noch verändern und aus denen sich Samenzellen über Zwischenstufen entwickeln.
„Dass Spermien von Teenager-Vätern nicht nur gegenüber den Eizellen
gleichaltriger Frauen, sondern auch gegenüber den Spermien 20 Jahre alter
Männer mehr Mutationen aufweisen, wird durch die These unerwartet vieler
Zellteilungen noch nicht erklärt“, sagt Pfeiffer.
„Vielleicht ist der DNA- Vervielfältigungsmechanismus zu Beginn der männlichen Pubertät besonders fehleranfällig.“
Die Forschung in Münster fand am Institut für
Rechtsmedizin der Universität und am privaten Institut für Forensische
Genetik (Leitung: Prof. Dr. Bernd Brinkmann, früherer Direktor des
Instituts für Rechtsmedizin) statt.
Originalpublikation:
Forster P. et al. (2015): Elevated germline mutation rate in teenage
fathers. The Royal Society Proceedings B, Volume: 282 Issue: 1803; DOI:
10.1098/rspb.2014.2898
Medizin am Abend DirektKontakt
Dr. Thomas Bauer
Medizinische Fakultät
Tel. 0251-83-58937
E-Mail: thbauer@uni-muenster.de
Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Dr. Christina Heimken
Weitere Informationen finden Sie unter
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/282/1803/20142898 Originalpublikation
Samen von Teenager-Vätern weisen überraschend viele Erbgutveränderungen auf, außerdem finden sich bei Spermien junger Männer allgemein deutlich mehr Mutationen als bei Eizellen gleichaltriger Frauen. Das könnte erklären, warum Babys sehr junger Eltern vergleichsweise häufig von Geburtsdefekten betroffen sind. Entsprechende Studienergebnisse von Forschern aus Münster, Cambridge und Salzburg sind am Mittwoch, 18. Februar, im britischen Fachjournal Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht worden.
Eine Untersuchung von 24.097 Eltern und ihren Kindern zeigt, dass die
Kinder von Teenager-Vätern unerwartet viele DNA-Mutationen aufweisen. „Die
Samen von Teenagern haben offenbar rund 30 Prozent mehr
Erbgutveränderungen als die von 20 Jahre alten Männern“, erläutert Prof.
Heidi Pfeiffer, Direktorin des Instituts für Rechtsmedizin an der
Uniklinik Münster.
„Das ist ein möglicher Grund dafür, dass Kinder von
Teenager-Eltern ein höheres Risiko für Autismus, Schizophrenie, Spina
Bifida (Wirbelspalt), geringes Geburtsgewicht und sonstige Geburtsdefekte
haben.“ Insgesamt kommen etwa eineinhalb Prozent der Babys erwachsener Eltern mit Geburtsfehlern zur Welt.
Für die nun veröffentlichte Studie haben die Forscher Mikrosatelliten
untersucht, das sind sehr kurze DNA-Sequenzen, die sich im Erbgut eines
Organismus mehrfach unmittelbar hintereinander wiederholen. Veränderungen
in den Mikrosatelliten treten bei der Zellteilung häufig auf, etwa eine
Wiederholung der Sequenz mehr oder weniger gegenüber der Vorlage. Weil die
entsprechenden DNA-Abschnitte nicht als Bauplan für Proteine dienen,
wirken sich Veränderungen nicht auf die Erscheinung oder Gesundheit eines
Lebewesens aus. Wissenschaftler können Mikrosatelliten als
Zellzykluszähler nutzen: Der Vergleich etwa zwischen DNA-Abschnitten in
einer Ei- oder Samenzelle und den entsprechenden Abschnitten im
elterlichen Erbgut ermöglicht es, abzuschätzen, wie viele Zellteilungen
dazwischen stattgefunden haben. Bei Frauen liegen zwischen der Empfängnis
des weiblichen Embryos und der Ausbildung der Ur-Eizellen etwa 22
Zellteilungen.
Schon kurz nach der Geburt eines Mädchens sind alle Ur-Eizellen ausgebildet, aus diesem endlichen Fundus entwickeln sich bis zu
den Wechseljahren die reifen Eizellen. Bei Männern dagegen bilden sich im
Lauf des Lebens immer neue Ur-Samenzellen. Dass ältere Männer eine
deutlich erhöhte Anzahl von Erbgutmutationen in ihren Spermien aufweisen,
ist leicht zu erklären:
Durch die kontinuierlichen Zellteilungen sammeln sich zeitlebens immer mehr Mutationen an.
Ein überraschendes Ergebnis der aktuellen Studie ist, dass sich schon bei
Teenager-Vätern fast sieben Mal so viele Mutationen in den Mikrosatelliten
finden wie bei Teenager-Müttern. Nimmt man an, dass die Veränderungsrate
bei beiden Geschlechtern gleich ist, führt das zu einem überraschenden
Schluss: Auf dem Weg von der Empfängnis eines männlichen Embryos bis zum
Spermium beim Jugendlichen wären rund 150 Zellteilungen nötig, um die
Mutationen zu erklären. Bisher ist die Zahl der Zellteilungen bis zu
diesem Zeitpunkt auf rund 30 geschätzt worden.
Das Hodengewebe eines jungen Mannes – die großen ovalen Strukturen sind Querschnitte der Samenkanälchen.Foto: CeRA, WWU Münster
In den Jahrzehnten nach der Pubertät erhöht sich die Zahl der DNA-Mutationen viel langsamer als bisher erwartet, bei 50 Jahre alten Männern liegt sie 30 Prozent höher als bei Teenagern. Diese langsame Mutationsrate lässt sich durch ein Reservoir an speziellen Stammzellen erklären, die sich nach der Pubertät kaum noch verändern und aus denen sich Samenzellen über Zwischenstufen entwickeln.
„Dass Spermien von Teenager-Vätern nicht nur gegenüber den Eizellen
gleichaltriger Frauen, sondern auch gegenüber den Spermien 20 Jahre alter
Männer mehr Mutationen aufweisen, wird durch die These unerwartet vieler
Zellteilungen noch nicht erklärt“, sagt Pfeiffer.
„Vielleicht ist der DNA- Vervielfältigungsmechanismus zu Beginn der männlichen Pubertät besonders fehleranfällig.“
Die Forschung in Münster fand am Institut für
Rechtsmedizin der Universität und am privaten Institut für Forensische
Genetik (Leitung: Prof. Dr. Bernd Brinkmann, früherer Direktor des
Instituts für Rechtsmedizin) statt.
Originalpublikation:
Forster P. et al. (2015): Elevated germline mutation rate in teenage
fathers. The Royal Society Proceedings B, Volume: 282 Issue: 1803; DOI:
10.1098/rspb.2014.2898
Medizin am Abend DirektKontakt
Dr. Thomas Bauer
Medizinische Fakultät
Tel. 0251-83-58937
E-Mail: thbauer@uni-muenster.de
Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Dr. Christina Heimken
Weitere Informationen finden Sie unter
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/282/1803/20142898 Originalpublikation
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