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07.09.2012

Aus drei mach fünf: Gangbestimmendes Gen entdeckt

Lange Zeit war vermutet worden, dass Spezialgangarten durch eine Gruppe von Genen gesteuert werden. Jetzt haben schwedische Forscher herausgefunden, dass lediglich ein einziges Gen dafür entscheidend ist, ob ein Pferd neben Schritt, Trab und Galopp noch eine weitere Gangart im Repertoire hat.

Ob Pferde in der Lage sind neben Schritt, Trab und Galopp auch eine der Spezialgangarten wie Tölt, Pass oder Walk zu gehen hängt von einer bestimmten Genmutation ab. © Dagur Brynjólfsson
Ob Pferde in der Lage sind neben Schritt, Trab und Galopp auch eine der Spezialgangarten wie Tölt, Pass oder Walk zu zeigen, hängt von einer ganz bestimmten Genmutation ab.
© Dagur Brynjólfsson
Bei einer genomweiten Assoziationsstudie, in der mittels 54.502 genetischer Marker – sogenannten SNPs (Single Nucleotide Polyphormisms) – nach Unterschieden im Genom zwischen viergängigen und fünfgängigen Islandpferden gesucht wurde, konnte auf Chromosom 23 ein einzelner SNP identifiziert werden, mit dem beide Stichproben signifikant unterschieden werden konnten. Den Forschern rund um Professor Leif Andersson von der Universität Uppsala war es möglich, die gesamte Genregion rund um diesen SNP auf 684 Kilobasen einzugrenzen, innerhalb derer eine 438 Kilobasen lange DNA-Sequenz entdeckt wurde, welche in homozygoter (reinerbiger) Form bei allen fünfgängigen Isländern vorkommt. Diese gesamte Sequenz stammt ursprünglich von einem einzigen Ahnen und wurde durch Inzucht und Selektion im Laufe der Domestikation beim Islandpferd und bei anderen Gangpferderassen in hoher Frequenz fixiert.

Eine weitere Untersuchung von 352 zusätzlichen Islandpferden bestätigte das vorläufige Ergebnis – alle fünfgängigen Isländer waren auf diesem DNA Bereich homozygot, die viergängigen Tiere hingegen nur zu 31 Prozent. Eine feiner kalibrierte Untersuchung dieser DNA-Region identifizierte eine Mutation des DMRT3-Gens als Ursache für den Unterschied in der Bewegungsbegabungen – Isländer, die Rennpass zeigen, haben alle zwei Kopien dieser Genmutation. 
Damit ein Pferd die Fähigkeit zum Passgang hat, muss es reinerbig in Bezug auf eine Genvariante des Proteins DMRT3 sein. Im Bild die rot-weiß-roten Weltredkordhalter im 100-Meter-Speedpass, Carina Mayerhofer und Frami von St. Oswald. © Peter Niess
Damit ein Pferd die Fähigkeit zum Passgang hat, muss es reinerbig in Bezug auf eine Genvariante des Proteins DMRT3 sein. Im Bild die rot-weiß-roten Weltredkordhalter im 100-Meter-Speedpass, Carina Mayerhofer und Frami von St. Oswald.
© Peter Niess
Untersuchungen bei anderen Pferderassen haben gezeigt, dass alle Nicht-Gangpferde das ursprüngliche Allel des DMRT3 Gens tragen, Gangpferde hingegen waren auf diesem Locus zum Großteil homozygot für das mutierte Allel, unabhängig ob sie nun passen können oder nicht. (Anm.: Unterschiedliche Varianten eines Gens werden als Allele bezeichnet. Wenn beide Allele eines Individuums für ein bestimmtes Merkmal gleich sind, ist das Erbgut, bezogen auf dieses Merkmal, reinerbig oder homozygot.)

Dieses Ergebnis ist insofern interessant, da man bislang der Annahme war, dass Körpermerkmale, dazu gehört in letzter Instanz auch die Bewegung, durch Gruppen von Genen gesteuert werden. Hier konnte erstmals eine einzige Genmutation, die noch dazu auf ein einzelnes Tier in den Ahnenreihen des Pferdes zurückzuführen ist, für die charakteristische Bewegungsmechanik von Gangpferden verantwortlich gemacht werden.
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