…oder nobody’s perfect. Dies ist die Erkenntnis aus den ersten Ergebnissen des 1000-Genom-Projektes (1) , bei dem die Genome von bisher 179 Menschen komplett sequenziert wurden. Zusätzlich wurden die proteinkodierenden Bereiche (Exons) von weiteren 697 Personen analysiert. Es zeigte sich, dass bei jedem Menschen im Schnitt 250-300 genetische Abweichungen vorkommen, die die normale Funktion von Genen verändern. Zudem weist jeder von uns 50-100 genetische Variationen auf, die mit verschiedenen Erbkrankheiten in Verbindung gebracht werden. Dass die meisten Mutationen ohne klinische Relevanz sind und der Mensch trotzdem gesund bleibt, liegt daran, dass jeder zwei Kopien eines Gens besitzt. Ist eins defekt, kompensiert das zweite die ausgefallene Funktion.

Ausschneiden einer mit UV-Licht sichtbar gemachten DNA-Probe aus einem Gel, das mehrere DNAs enthält. (© Merck KGaA)
Das 1000-Genom-Projekt ist ein internationales Großforschungsprojekt, das im Jahr 2008 mit der Zielsetzung gestartet wurde, 1000 Genome vollständig zu sequenzieren. Diese damals wohl eher symbolisch gewählte Zahl wurde in der Zwischenzeit angehoben: Bis Ende 2012 soll nun das Erbgut von 2.500 Menschen aus 27 ethnischen Gruppen aufgeklärt und frei verfügbar gemacht werden. Übergeordnetes Ziel ist es, die genetische Vielfalt der Menschen zu kartieren und möglichst die Charakteristika zu identifizieren, die für die Entstehung von Krankheiten von Bedeutung sind. Aus medizinischer Sicht sind dabei insbesondere die winzigen Veränderungen im Erbgut – die sogenannten Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) – von Interesse, da diese kleinen genetischen Veränderungen mit großen Auswirkungen beispielsweise hinsichtlich der Entstehung bestimmter Erkrankungen aber auch der Wirksamkeit und Verträglichkeit von Medikamenten einhergehen können.

Am 1000-Genom-Projekt sind Forschungsinstitute in Amerika, Asien und Europa beteiligt. In Deutschland sind dies das Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik in Berlin, das European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg sowie die Christian-Albrechts-Universität in Kiel. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt dieses Projekt im Rahmen von NGFN-Plus innerhalb des Programms der Medizinischen Genomforschung.

In dieser ersten Phase des 1000-Genom-Projekts wurde zum einen eine robuste Methode zur Nutzung der High-Throughput-Sequenzierung als Basis für das weitere Programm etabliert. Zum anderen wurden mit knapp 5 Billionen DNA-Bausteinen bereits circa 95 Prozent aller Genvarianten erfasst. Ende 2012 sollen bis zu 99 Prozent identifiziert sein. Das Zwischenfazit lautet, dass das menschliche Genom sehr variantenreich ist und dass sich ein Großteil der genetischen Varianten bei allen Menschen – unabhängig von ihrer ethnischen Herkunft – wiederfindet.

Neben dem 1000-Genom-Projekt laufen derzeit weitere genetische Großforschungsprojekte. Dazu gehört das 1000-Epigenom-Projekt, dessen Ziel es ist, von möglichst jedem gesunden Zelltyp des Menschen ein epigenetisches Profil zu erstellen. Denn neben der reinen genetischen Information sind die sogenannten epigenetischen Markierungen für die Aktivität von Genen in einer Zelle von entscheidender Bedeutung. Oder das Treat-1000-Projekt, das vom Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik zusammen mit dem Comprehensive Cancer Center der Charité und der Harvard Medical School gestartet wurde und die genetische Sequenz von 1000 Krebspatienten liefern will. Das International Cancer Genome Consortium wiederum strebt an, mindestens 50 verschiedene Tumore genetisch zu charakterisieren und die daraus resultierenden Ergebnisse mit den entsprechenden klinischen Befunden zu korrelieren.

Molekularbiologische und biotechnologische Methoden haben die medizinische Praxis in den letzten Jahren bereits deutlich zum Nutzen für die Patienten verändert. Die großen, internationalen Genomprojekte werden eine Flut zusätzlicher Informationen liefern. Wichtig wird es dabei sein, die medizinisch relevanten Details herauszufiltern, um therapeutische Optionen noch zielgerichteter einsetzen zu können und neue therapeutische oder präventive Ansätze zu erforschen.



Literaturtipp:

(1) The 1000 Genomes Project Consortium, A map of human genome variation from population-scale sequencing, Nature, 2010, Volume 467, pp1061-1073