Genetische Grundlagen für die Evolution von Haaren im Krallenfrosch entdeckt

Wichtige Bestandteile der Haare und deren genetische Steuerung sind bereits in Amphibien entstanden. Das hat ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Leopold Eckhart von der MedUni Wien festgestellt. 

Der evolutionäre Ursprung des genetischen Programms der Haare war bisher unbekannt. Die Haare des Menschen weisen unerwartete Ähnlichkeiten zu den Krallen von Krallenfröschen auf, wurde nun in einer Studie im Fachjournal Nature Communications erläutert. Krallenfrösche gehören zu den Amphibien und atmen mit Lungen

Haare sind evolutionstechnisch bedeutsam

Die Entwicklung von Haaren war von zentraler Bedeutung für die Evolution der Säugetiere und damit auch des Menschen, betonte die MedUni am Montag in einer Aussendung. Um die Evolution von Hautanhangsgebilden, zu denen Haare und Nägel des Menschen zählen, zu untersuchen, verwendete das Forschungsteam in Zusammenarbeit mit der Universität Gent in Belgien den tropischen Krallenfrosch (Xenopus tropicalis) als Versuchsmodell.

Im Rahmen der Studie stellte sich heraus, dass die verhornten Krallen von Xenopus-Fröschen aus speziellen Proteinen (Keratinen) bestehen, die den Hauptbestandteilen der Haare und Nägel von Säugetieren sehr ähnlich sind. Die Bildung dieser Keratine, so zeigte sich, wird sowohl im Menschen als auch im Frosch von einem bestimmten Gen, nämlich Hoxc13, kontrolliert.

"Programm der Krallenbildung wurde für die Entwicklung der Haare abgewandelt"

"Es ist bekannt, dass Patientinnen und Patienten mit Mutationen im Hoxc13-Gen Defekte im Wachstum von Haaren und Nägeln aufweisen. In unserer Studie konnten wir durch die Ausschaltung dieses Gens die Bildung der Krallen im Krallenfrosch blockieren", berichtete Studienleiter Eckhart von der Universitätsklinik für Dermatologie. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass das genetische Programm der Entwicklung verhornter Krallen in einem gemeinsamen Vorfahren von Mensch und Frosch entstanden ist. "Während der Evolution der Säugetiere wurde das Programm der Krallenbildung für die Entwicklung der Haare abgewandelt", erklärte Eckhart.

Die Evolution der Landwirbeltiere ist laut MedUni gekennzeichnet durch das Auftreten einer wirksamen Hautbarriere gegen Wasserverlust in einer trockenen Umgebung und durch die Entwicklung harter, verhornter Hautanhangsgebilde wie Krallen, Schuppen, Federn und Haare, die für den Beutefang, den Schutz, die Unterstützung spezieller Fortbewegungsarten und die Wärmeisolierung entscheidend sind. Die Erkenntnisse tragen zur Klärung des evolutionären Ursprungs verhornter Hautanhangsgebilde bei und helfen auch, die Regulation der Haare im Menschen besser zu verstehen, wurde in der Aussendung betont.