Anonim

Ein neues mathematisches Modell wirft ein Licht auf eine lange ungelöste Frage: die des Piebaldismus, einer angeborenen Pigmentstörung der Haare (bei Tieren), der Haare oder der Haut (beim Menschen) aufgrund einer Störung bei der Synthese von Melanin, das im embryonalen Stadium vorkommt.

Dieser Zustand ist der Grund für das "zweifarbige" Fell, das Katzen, Pferde und einige Nutztiere aufweisen. Beim Menschen ist er jedoch auch mit schweren Erbkrankheiten verbunden. Aus diesem Grund ist die in Nature Communication veröffentlichte Forschung nicht nur für eine ästhetische Fragestellung von besonderer Bedeutung.

Gemeinsamer Ursprung. Der Piebaldismus ist Teil einer Reihe von Krankheiten, die als Neurokristopathien bekannt sind und aus derselben Familie embryonaler Zellen stammen, dem Neuralgrat. Der Zustand der Haare, so war dies bekannt, beruht auf einer Mutation eines Gens namens KIT, doch als das auf dem Körper des Tieres ausgebreitete Muster des weißen Haares, dem Melanin fehlt, noch nicht verstanden worden war.

Frühere Hypothesen. Eine der bislang am weitesten verbreiteten Theorien war, dass das defekte Gen die Migration pigmentierter Zellen verlangsamt, die sich auf der Rückseite des Tieres entwickeln und während der Embryonalentwicklung zur Vorderseite des Körpers wandern. Wenn die Zellen zu langsam wandern, so wurde angenommen, können sie nicht rechtzeitig ihren Magen und ihre Stirn erreichen. Deshalb sind es oft diese Bereiche des Haares, die weiße Flecken aufweisen.

Image Zweifarbiger Hengst. | Carol Walker / Naturbilderbibliothek / Kontrast

Zu wenig Christian Yates, Mathematiker-Biologe an der University of Bath (Großbritannien), hat den Weg von Melanozyten in Mausembryonen verfolgt, die von der Mutation des KIT-Gens betroffen sind. Und er beobachtete zwei Dinge: Zum einen bewegen sich die pigmentierten Zellen nicht langsamer. In der Tat bewegen sie sich schneller, aber wenn sie sich bewegen, vermehren sie sich nicht so, wie sie sollten, und lassen große Haarpartien frei von Pigmenten.

Zufall. Das zweite ist, dass das Verhalten der Zellen bei gleicher genetischer Mutation völlig unvorhersehbar und zufällig ist. Dies würde erklären, warum bei einigen Tieren das Fehlen einer Pigmentierung offensichtlicher ist, aber auch und vor allem, weil bei Menschen mit Neurokristopathien einige Fälle schwerwiegender sind als andere.

Wichtig für den Menschen. Abgesehen von der Erklärung der Konformation des Patch-Musters von Katzen und Pferden kann das verwendete mathematische Modell, das Faktoren wie die Bewegungsgeschwindigkeit und die Wachstumsrate pigmentierter Zellen berücksichtigt, zur Verbesserung der Erforschung von Krankheiten wie z Waardenburg-Syndrom, das neben Pigmentstörungen auch eine Form der angeborenen Taubheit oder die Hirschsprung-Krankheit, eine angeborene Pathologie des Darms, mit sich bringt, die beide mit Problemen bei der Entwicklung des Nervenkamms verbunden sind.