Archive for September, 2011

Videoclip: Smaragdkolibri in Uruguay

Montag, September 26th, 2011

In Uruguay ist der Frühling eingekehrt. Der Videoclip zeigt einen wunderschönen Smaragdkolibri, wie er Nektar aus Jasminblüten saugt.

 

Smaragdkolibri in Uruguay

Smaragdkolibri in Uruguay

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Epigenetische Veränderungen sind umkehrbar

Dienstag, September 20th, 2011

Erste umfassende Kartierung von epigenetischen Veränderungen über mehrere Generation zeigt, dass diese oft kurzlebig sind und daher wahrscheinlich nur selten die Evolution beeinflussen.

Jean-Baptiste Lamarck hätte seine Freude:  Seine Überzeugung, dass Lebewesen erworbene Eigenschaften an ihre Nachkommen weitergeben können, ist seit kurzem unter Genetikern wieder gesellschaftsfähig. Die Transformationslehre, die Lamarck vor rund 200 Jahren veröffentlichte, ruhte seit dem Siegeszug von Darwins Evolutionstheorie in der Mottenkiste der Geschichte.
Seit einigen Jahren weiß man jedoch, dass Umwelteinflüsse durchaus ihre Spuren im Erbgut hinterlassen können – in Form so genannter epigenetischer Veränderungen.
Die erste umfassende Bestandsaufnahme spontan auftretender Unterschiede legen nun Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie in Tübingen vor. Am Beispiel der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana bestimmten sie, wie häufig und in welchen Bereichen des Genoms epigenetische Modifikationen auftreten – und wie schnell sie wieder verschwinden. Demnach sind epigenetische Veränderungen zwar um Größenordnungen häufiger als die klassischen Mutationen, aber dafür oft kurzlebig. Sie spielen damit möglicherweise für die Evolution eine geringere Rolle, als bislang angenommen.Das Team um Detlef Weigel, Direktor der Abteilung für Molekularbiologie, konzentrierte sich auf eins der wichtigsten epigenetischen Merkmale, die Methylierung der DNA. Dabei werden winzige chemische Bausteine – Methylgruppen – an einzelne Buchstaben der DNA angeheftet, meist an ein Cytosin. Die eigentliche Erbinformation, die Buchstabenfolge der DNA, bleibt dabei allerdings unangetastet. Um die Häufigkeit von Methylierungsänderungen und deren Verteilung im Genom zu untersuchen, untersuchten die Tübinger Biologen zehn Linien der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana, die alle von demselben direkten Vorfahren abstammten und über 30 Generationen hinweg per Selbstbefruchtung gezogen worden waren.
Im Genom der letzten Generation suchten die Wissenschaftler dann nach Unterschieden im Methylierungsmuster, die sich im Vergleich zur Ausgangspflanze ergeben hatten. Dabei erstellten sie für jedes Individuum eine Karte aller Methylierungen im kompletten Genom – des so genannten Methyloms.„Wir haben pro Pflanze rund 14 Millionen Cytosine analysieren können“, veranschaulicht Claude Becker, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut und federführend bei der Studie, den enormen Aufwand. Im Durchschnitt konnten in jeder Linie Methylgruppen an fast 3 Millionen Cytosinen nachgewiesen werden. Zwar war der weitaus größte Teil dieser methylierten Cytosine in allen Pflanzen gleich, aber bei etwa 6 Prozent stießen die Forscher auf Unterschiede: Hier hatte in mindestens einer der Linien eine Veränderung stattgefunden – entweder die Anheftung oder die Abspaltung einer Methylgruppe. Jede Linie wies etwa 30.000 solcher Epimutationen auf. Zum Vergleich: In derselben Zeit hatten sich in keiner Linie mehr als 30 Mutationen in der DNA-Sequenz angehäuft.

Mit 30.000 Epimutationen, die nach 30 Generationen gefunden wurden, hätten die Genetiker daher etwa 1.000 Epimutationen pro Generation erwartet. Ein Vergleich von Eltern und deren direkten Nachkommen ergab jedoch eine drei- bis viermal höhere Epimutationsrate. Offenbar kehrt die DNA-Methylierung nach einigen Generationen häufig wieder zum Ausgangszustand zurück. Das Mitteln der Mutationsrate über mehrere Generationen ergibt daher ein falsches Bild. Beckers Kollege Jörg Hagmann warnt deshalb auch davor, die Bedeutung der DNA-Methylierung für die Evolution zu überschätzen: „Unsere Experimente zeigen, dass veränderte Methylierung Hand in Hand mit einer hohen Reversionsrate einhergeht“.

Mit anderen Worten: Die Unterschiede bleiben nicht unbedingt über viele Generationen hinweg erhalten, sondern können ebenso gut wieder zurückmutieren. „Erst wenn die Selektion über die Reversion siegt, ist die Veränderung auch evolutionär wirksam“, so der Tübinger Biologe. Eine neue Methylierung muss also einen deutlichen Anpassungsvorteil mit sich bringen, damit sie sich durchsetzen kann, bevor sie wieder verloren geht. Da Rückwärtsmutationen jedoch nicht unbedingt gleich in der nächsten Generation auftreten, können epigenetische Unterschiede dennoch zur kurzfristigen Vererbung von Merkmalen zwischen Eltern und Kindern oder Großeltern und Enkeln beitragen.Ein weiterer Unterschied zu gewöhnlichen Mutationen ist außerdem, dass Epimutationen nicht zufällig auftreten, sondern oft an denselben Stellen im Genom. Während Gene überdurchschnittlich oft von Veränderungen in der Methylierung betroffen waren, ist die Methylierung von mobilen DNA Elementen, den Transposons, sehr stabil. Dies ergibt durchaus Sinn, da bereits bekannt war, daß ein künstlich induzierter Verlust der Methylierung sich viel stärker auf die Aktivität von Transposons als von normalen Genen auswirkt.Größere Bedeutung als der Zustand einzelner Cytosine hat wohl die Methylierung größerer Erbgutabschnitte. „Wir haben insgesamt in jeder Pflanze nur etwa 30 Bereiche des Genoms identifiziert, in denen Unterschiede in der DNA-Methylierung gebündelt auftraten“, erläutert Becker. „Die epigenetische Veränderung ganzer Regionen scheint genauso selten vorzukommen wie echte Sequenzmutationen“, folgert Hagmann. Allerdings könnten sich ganze Regionen ebenfalls sehr schnell ändern. So haben die Wissenschaftler sogar einen Abschnitt finden können, der seine Methylgruppen erst verloren hatte, aber in der nächsten Generation vollkommen remethyliert worden war.

Was die Epigenetik für die Medizin interessant macht, ist die Tatsache, dass manche epigenetischen Veränderungen von äußeren Faktoren ausgelöst werden können. Beim Menschen etwa wird angenommen, dass Einflüsse wie Ernährung oder die Eltern-Kind-Bindung Spuren im Erbgut hinterlassen, die sogar an die Nachkommen weitergegeben werden und deren Gesundheit beeinflussen. Die begrenzte Stabilität der DNA-Methylierung führt dazu, dass solche Unterschiede jedoch nicht unbedingt auf lange Zeit beibehalten werden und daher nur in Einzelfällen der natürlichen Selektion unterworfen werden können.

Wie die Tübinger Versuche belegen, finden epigenetische Veränderungen in erheblichem Umfang spontan, also ohne besondere Einflüsse aus der Umwelt statt – die Wachstumsbedingungen im Gewächshaus waren für alle Pflanzenlinien gleich. Das lässt Raum für weitere Spekulationen, wie Becker feststellt: „In freier Natur, wo die Pflanzen dauernd den unterschiedlichsten Stressfaktoren ausgesetzt sind, dürfte die Zahl der Epimutationen deutlich höher liegen.“ Wenn dies auch mit einer höheren Rückmutationsrate einhergeht, wäre die Bedeutung der Epigenetik für die langfristige Evolution noch geringer als die Tübinger Biologen vermuten.

Originalveröffentlichung:
Claude Becker, Jörg Hagmann, Jonas Müller, Daniel Koenig, Oliver Stegle, Karsten  Borgwardt and Detlef Weigel: “ Spontaneous epigenetic variation in the Arabidopsis thaliana methylome“. Nature, online publication 20.September 2011

Soziale Phobien sind bei Jugendlichen weit verbreitet

Montag, September 19th, 2011

Soziale Phobien sind bei Heranwachsenden zwischen 14 und 20 Jahren weit verbreitet. Zu diesem Ergebnis kommt eine repräsentative Studie der Abteilung Klinische Psychologie und Psychotherapie der Goethe-Universität, an der über 600 Jugendliche verschiedener Schulen in Frankfurt und im Landkreis Darmstadt-Dieburg teilnahmen.

Sie wurden unter anderem befragt, ob sie Ängste vor Begegnungen mit Menschen und vor Situationen entwickeln, in denen Leistungen von ihnen erwartet werden. Bei 13 Prozent der Befragten fanden die Frankfurter Wissenschaftler Hinweise darauf, dass eine soziale Phobie vorliegt.

Mit 10,6 Prozent gegenüber 17 Prozent ist der Anteil „hoch-sozial-ängstlicher“ Schüler aus ländlichen Gebieten etwas geringer als in den städtischen Bezirken. In dieser Gruppe sind Mädchen mit 59 Prozent stärker vertreten als Jungen; Unterschiede zwischen den Schulformen stellten die Forscher nicht fest. „60 Augenpaare starren mich an, wenn ich an der Tafel was erklären muss. Das halte ich nicht aus, am liebsten würde ich abgehauen.“
Was dieser Fünfzehnjährige beschreibt, erleben viele Heranwachsende: Sie haben dauerhafte und übertriebene Angst vor Begegnungen mit anderen, insbesondere ihnen nicht bekannten Menschen, sowie vor Leistungsanforderungen. Deshalb vermeiden sie zunehmend Situationen, die soziale Begegnungen und Leistungen von ihnen verlangen.

„Diese psychische Störung ist eine der häufigsten psychischen Erkrankungen im Jugend- und jungen Erwachsenenalter, wobei soziale Ängste mit einem hohen Risiko für einen vorzeitigen Schulabbruch einhergehen“, erläutert die wissenschaftliche Geschäftsführerin der Verhaltenstherapieambulanz, Dr. Regina Steil. Circa fünf bis zehn Prozent aller Jugendlichen erkranken im Laufe ihres Lebens an einer sozialen Phobie. „Außerdem haben diese Jugendliche Schwierigkeiten, Freundschaften aufzubauen oder später beruflichen Erfolg zu haben“, ergänzt Diplom-Psychologin Franziska Schreiber.

Die Befragung und ihre Auswertung liefern den Frankfurter Wissenschaftlern wichtige Anhaltspunkte für die Therapie der Jugendlichen, die stark an sozialen Ängsten leiden. „Die gute Nachricht ist, dass soziale Phobien erfolgreich behandelt werden können“, so Steil. Dennoch gab es bislang nur sehr wenige Behandlungsstudien bei Jugendlichen mit sozialer Phobie in Deutschland, welche die Wirksamkeit psychotherapeutischer Therapien untersuchen. Aus diesem Grund wird nun im Rahmen einer großangelegten multizentrischen Therapieforschungsstudie unter anderem an der Goethe-Universität ein Wirksamkeitsvergleich von zwei in der Praxis häufig eingesetzten Therapieverfahren durchgeführt.

„Um nun die Therapieverfahren bei Jugendlichen zu erproben, suchen wir aktuell in der Abteilung Klinische Psychologie und Psychotherapie der Goethe-Universität jugendliche Studienteilnehmer im Alter zwischen 14 und 20 Jahren, die an Symptomen der sozialen Phobie leiden“ fügt Projektmitarbeiterin Lena Krebs an. Die Behandlung ist als Einzeltherapie angelegt und umfasst, nach einer Phase der Eingangsdiagnostik, 25 Sitzungen. Nach Beendigung der Therapie erfolgen jeweils nach sechs und zwölf Monaten Nachfolge-Untersuchungen.

Informationen: Dipl.-Psych. Lena Krebs, Abteilung Klinische Psychologie und Psychotherapie, Campus Bockenheim, Tel: (069) 798-23981, krebs@psych.uni-frankfurt.de

Spielen im Grünen lindert ADHS-Symptome

Samstag, September 17th, 2011

Verbesserung von Konzentration und Impulskontrolle

Urbana-Champaign/Berlin – Kinder mit Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivitätsstörung (ADHS) profitieren davon, wenn sie häufig im Grünen spielen. Ihre Symptome fallen schwächer aus als bei ständigem Aufenthalt in Innenräumen oder im verbauten Umfeld, berichten Wissenschaftler der Universität Illinois http://lhhl.illinois.edu in der Zeitschrift „Applied Psychology: Health and Well-Being“.

Vorteil tritt unmittelbar ein

Bekannt ist bisher, dass der Aufenthalt im Grünen und sogar schon das Betrachten von Naturbildern Menschen verändert. Beziehungen und Gemeinschaftsdenken werden höher bewertet (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/20091007019 ) und auch die Konzentration und Impulskontrolle steigt bei gesunden Menschen. Genau diese beiden Fähigkeiten sind Hauptprobleme bei an ADHS leidenden Kindern, weshalb die Forscherinnen Andrea Faber Taylor und Frances Ming Kuo etwaige Zusammenhänge überprüfen wollten.

Die Eltern von 400 Kindern mit ADHS wurden nach der Spielumgebung, nach Auftreten, genauer Diagnose und Schweregrad der Störung befragt. Dabei zeigte sich: Gleich unmittelbar nach dem Aufenthalt im Grünen sind die Symptome abgeschwächt. Der Effekt tritt nicht nur in noch unbekannter Umgebung ein, sondern auch in täglich genutzten Spielplätzen, Parks oder Gärten. Speziell bei Hyperaktivität wirkt allerdings eine weitläufige Grünfläche – etwa eine Wiese oder ein Sportplatz – positiver als ein Aufenthalt im Wald.

Diagnose überall gleich häufig

Bei rund sechs Prozent der Kinder wurde bisher ADHS diagnostiziert und bei fast ebenso vielen besteht der Verdacht darauf, zeigt die deutsche Kindergesundheits-Studie http://kiggs.de . „Was die Diagnose ADHS betrifft, gibt es keine Unterschiede zwischen Stadt und Land oder zwischen einzelnen Wohnregionen“, betont Robert Schlack vom Robert Koch-Institut gegenüber pressetext. Ergebnisse aus vertiefenden Untersuchungen deuten darauf hin, dass sich die Symptome am Land schwächer zeigen. Angaben, die für Schlack aufgrund der unterschiedlichen Erhebungsweise allerdings „mit Vorsicht zu genießen“ sind.

Quelle: pressetext.com

Steckbriefe seltener und importierter Infektionserreger neu erschienen

Donnerstag, September 15th, 2011

Sandfliegenfieber, Diphtherie, Malaria oder Histoplasmose – es gibt eine Vielzahl seltener und importierter Infektionskrankheiten, die Medizinern in Deutschland nicht vertraut sind. Eine griffbereite gebündelte Information zu solchen Infektionskrankheiten ist neben dem Internet, den Lehrbüchern und der wissenschaftlichen Literatur hilfreich.

Die RKI-Veröffentlichung „Steckbriefe seltener und importierter Infektionskrankheiten“ ist in der ärztlichen Praxis und im Gesundheitswesen von Nutzen, das haben Nachfrage und Rückmeldungen gezeigt. Jetzt hat das Robert Koch-Institut eine umfassend überarbeitete Neuauflage fertiggestellt. „Die Steckbriefe sind eine wichtige Unterstützung für die Ärzte, damit sie sich auch bei seltenen Infektionskrankheiten rasch informieren und reagieren können“, sagt Reinhard Burger, Präsident des RKI.

Die Veröffentlichung enthält insgesamt 94 Erreger-Steckbriefe, davon sind 13 neu aufgenommen. Dem Profil des RKI entsprechend stehen die epidemiologische und klinische Charakterisierung der Krankheiten, Prophylaxemöglichkeiten, Diagnose (einschließlich Differentialdiagnosen) und die Meldevorschriften im Mittelpunkt. Zur Therapie werden Hinweise gegeben, allerdings sollte bei der Behandlung weitere klinisch-infektiologische Expertise einbezogen werden. Die einzelnen Steckbriefe umfassen meist ein oder zwei Seiten, sie sind nach Erreger-Typen gruppiert – Viren, Bakterien, Parasiten, Pilze – und über einen umfangreichen Index erschlossen. Die Publikation wurde von dem Berliner Medizinpublizisten und Infektionsmediziner Dr. Wolfgang Kiehl redaktionell betreut.

Im Anhang werden die Ansprechpartner für den Notfall erläutert. So ist beim Auftreten von Infektionskrankheiten, die sofortige Schutzmaßnahmen vor Ort erforderlich machen, das Gesundheitsamt als erster Ansprechpartner zu konsultieren. Bei Fragen zur Diagnostik ist das Nationale Referenzzentrum für tropische Infektionserreger ein wichtiger Ansprechpartner, es befindet sich am Bernhard-Nocht-Institut in Hamburg. Auch im RKI gibt es eine spezifische diagnostische Expertise, insbesondere im Rahmen der wissenschaftlichen Koordination des Europäischen Netzwerks für die Diagnose importierter viraler Erkrankungen (ENIVD). Außerdem gibt es im RKI für infektionsepidemiologische Fragestellungen, etwa die Einleitung von Erstmaßnahmen bei Seuchenalarm, eine Rufbereitschaft, die über die Telefonzentrale zu erreichen ist.

Eine reiseassoziierte („importierte“) Infektion kann mit dem richtigen Wissen unter Umständen vermieden werden. Vor einer Auslandsreise sollte daher eine sorgfältige reisemedizinische Beratung erfolgen, bei spezialisierten Ärzten, Tropeninstituten – die ebenfalls im Anhang der Steckbriefe aufgeführt sind – oder bei manchen Gesundheitsämtern. Zu Infektionsrisiken im Ausland bietet das Auswärtige Amt Informationen an (www.auswaertiges-amt.de). Über aktuelle Infektionsrisiken informiert auch das Robert Koch-Institut im Internet oder im wöchentlichen Epidemiologischen Bulletin, eine individuelle Beratung Reisender ist beim Robert Koch-Institut aber nicht möglich.

Die Veröffentlichung „Steckbriefe seltener und importierter Infektionskrankheiten“ kostet wie bisher 4 Euro und kann gegen Rechnung schriftlich bestellt werden: Robert Koch-Institut, ZV 5.2, Burgstraße 37, 38855 Wernigerode, Fax: 03943-679207, E-Mail info@rki.de.
Außerdem sind die Steckbriefe als PDF-Datei auf den RKI-Internetseiten abrufbar.

Quelle: RKI