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Abnormal Spindle Like Microcephaly associated Abnormal spindle like microcephaly associated protein auch abnormal spindl

Abnormal Spindle-Like, Microcephaly associated

Abnormal spindle-like microcephaly-associated protein, auch abnormal spindle protein homolog oder kürzer asp homolog, kurz ASPM, ist ein Protein, das im Menschen vom Gen für ASPM kodiert wird. Dieses Gen ASPM sitzt auf Chromosom 1 (Genlocus 1q31; MCPH5). Defekte Formen des Gens sind wahrscheinlich eine der möglichen Ursachen für die autosomal rezessive Form der primären Mikrozephalie.

ASPM ist der Kurzname des Proteins, der als Akronym für engl. „abnormal spindle-like, microcephaly-associated“ Bezug nimmt auf das orthologe Protein Asp („Abnormal spindle“) bei Drosophila melanogaster. Dieses 1954 Aminosäuren lange „Protein abnormal spindle“ als Produkt des Gens asp der Taufliege enthält 5 Bindungsdomänen mit IQ-Motiven für Calmodulin und ist unter anderem wichtig für einen normal funktionierenden mitotischen Spindelapparat in embryonalen Neuroblasten.

Das Mausgen Aspm wird unter anderem pränatal im Cortex cerebri während der Neurogenese exprimiert und codiert das homologe Protein ASPM (3122 AS, 32 IQ-Domänen). Der Unterschied zwischen den Genen Aspm der Maus und ASPM des Menschen besteht vorwiegend in einer einzigen großen Insertion, die für repetitive IQ-Motive im menschlichen Protein ASPM (3477 AS, 39 IQ-Domänen) kodiert. Studien an Mäusen zeigen, dass das Genprodukt von Aspm auch hier bei der Spindelregulation beteiligt ist. Diese Funktion ist offenbar evolutionär konserviert, denn das vom Fadenwurm Caenorhabditis elegans-Gen aspm-1 exprimierte Protein ASPM-1 (1186 AS, mit 2 IQ-Domänen) konnte ebenfalls an Spindelfasern lokalisiert werden, wo es bei den meiotischen Zellkernteilungen die Rotation der Kernteilungsspindel und bei der mitotischen die Organisation und Lage der Spindelpole durch Interaktionen mit Calmodulin und Dynein sowie LIN-5 reguliert.

Evolution Bearbeiten

Beim Menschen trat ein neues Allel des ASPM etwa vor 14100 bis 500 Jahren auf (geschätzter Mittelwert etwa 5800 Jahre). Das neue Allel hat heute eine Genfrequenz von etwa 50 % im Mittleren Osten und Europa, es ist weniger oft in Ostasien zu finden, und nur wenig in Sub-Sahara-Afrika. Man findet es in großer Durchdringung auch unter den Menschen in Papua-Neuguinea, mit einer Frequenz von 59,4 %.

Das grob mit dem statistischen Mittelwert von 5800 Jahren geschätzte Auftreten des neuen ASPM-Allels würde damit ungefähr in die Zeit der kulturellen Entwicklung von Landwirtschaft, Städten und Schrift fallen. Derzeit existieren zwei Allele dieses Gens: das ältere (etwa über 5800 Jahre alt) und das neuere (etwa jünger als 5800 Jahre). Etwa 10 % aller Menschen haben zwei Kopien des neuen Allels, während etwa 50 % zwei Kopien des alten Allels besitzen. Der Rest von 40 % aller Menschen besitzen je eine von beiden. Die Hälfte der 50 % mit mindestens einem neuen Allel haben eine identische Kopie des neuen Allels. Dies weist auf eine rasche Verbreitung der originalen Mutante von ASPM hin. Nach der „selective sweep“-Hypothese spricht eine sich rasch verbreitende Mutation für eine, in irgendeiner Form damit einhergehende, vorteilhafte Weise für das betroffene Individuum.

Testet man den IQ derer mit neuem bzw. altem ASPM-Allel, so findet man keine Unterschiede, sodass die Annahme, dieses Gen würde Intelligenz beeinflussen, nicht haltbar ist. Andererseits zeigen statistische Untersuchungen, dass die ältere Form des Gens überdurchschnittlich oft in Populationen gefunden wird, die Tonsprachen wie Chinesisch oder afrikanische Sprachen der Sahara sprechen. Allerdings wird das Gen für ASPM nicht nur während der embryonalen Neurogenese in neuronalen Vorläuferzellen exprimiert, sondern beispielsweise auch während der Spermatogenese bzw. der Oogenese in Zellen der Keimbahn, so bei Mäusen.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Lisa Pattison, Yanick J. Crow, V. Jayne Deeble, Andrew P. Jackson, Hussain Jafri, Yasmin Rashid, Emma Roberts, C. Geoffrey Woods: A fifth locus for primary autosomal recessive microcephaly maps to chromosome 1q31. In: Am. J. Hum. Genet. 67. Jahrgang, Nr. 6, Dezember 2000, S. 1578–1580, doi:10.1086/316910, PMID 11078481, PMC 1287934 (freier Volltext).
  2. Die Namen, Kurznamen und Symbole von Genen werden – wenn es, wie in diesem Zusammenhang, zwischen Gen und Genprodukt zu unterscheiden notwendig ist – den üblichen Konventionen folgend in kursiver Schrift angegeben, die von Proteinen nicht.
  3. ↑ Jacquelyn Bond, Emma Roberts, Ganesh H. Mochida, Daniel J. Hampshire, Sheila Scott, Jonathan M. Askham, Kelly Springell, Meera Mahadevan, Yanick J. Crow, Alexander F. Markham, Christopher A. Walsh, C. Geoffrey Woods: ASPM is a major determinant of cerebral cortical size. In: Nat. Genet. 32. Jahrgang, Nr. 2, Oktober 2002, S. 316–20, doi:10.1038/ng995, PMID 12355089.
  4. siehe Eintrag UniProtKB - Q8CJ27 (ASPM_MOUSE) in der bioinformatischen Datenbank für Proteine UniProt.
  5. M. Bähler, A. Rhoads: Calmodulin signaling via the IQ motif. In: FEBS Lett. 513. Jahrgang, Nr. 1, Februar 2002, S. 107–113, doi:10.1016/S0014-5793(01)03239-2, PMID 11911888.
  6. J. L. Fish, Y. Kosodo, W. Enard, S. Pääbo, W. B. Huttner: Aspm specifically maintains symmetric proliferative divisions of neuroepithelial cells. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103. Jahrgang, Nr. 27, Juli 2006, S. 10438–10443, doi:10.1073/pnas.0604066103, PMID 16798874, PMC 1502476 (freier Volltext), bibcode:2006PNAS..10310438F.
  7. Monique van der Voet, Christian W. H. Berends, Audrey Perreault, Tu Nguyen-Ngoc, Pierre Gönczy, Marc Vidal, Mike Boxem, Sander van den Heuvel: NuMA-related LIN-5, ASPM-1, calmodulin and dynein promote meiotic spindle rotation independently of cortical LIN-5/GPR/Gα. In: Nature Cell Biology. 11. Jahrgang, Nr. 3, 2009, ISSN 1465-7392, S. 269–277, doi:10.1038/ncb1834.
  8. ↑ Patrick D. Evans, Sandra L. Gilbert, Nitzan Mekel-Bobrov, Eric J. Vallender, Jeffrey R. Anderson, Leila M. Vaez-Azizi, Sarah A. Tishkoff, Richard R. Hudson, Bruce T. Lahn: Microcephalin, a gene regulating brain size, continues to evolve adaptively in humans. In: Science. 309. Jahrgang, Nr. 5741, September 2005, S. 1717, doi:10.1126/science.1113722, PMID 16151009, bibcode:2005Sci...309.1717E (nytimes.com).
  9. ↑ Nitzan Mekel-Bobrov, Sandra L. Gilbert, Patrick D. Evans, Eric J. Vallender, Jeffrey R. Anderson, Richard R. Hudson, Sarah A. Tishkoff, Bruce T. Lahn: Ongoing adaptive evolution of ASPM, a brain size determinant in Homo sapiens. In: Science. 309. Jahrgang, Nr. 5741, September 2005, S. 1720–1722, doi:10.1126/science.1116815, PMID 16151010, bibcode:2005Sci...309.1720M.
  10. What Makes Us Human?Discovery Channel/Channel 4, 2006 (Dokumentarserie).
  11. Mason Inman: Human brains enjoy ongoing evolution. In: newscientist.com. New Scientist, abgerufen am 20. Februar 2016 (englisch).
  12. ↑ Mathias Currat, Laurent Excoffier, Wayne Maddison, Sarah P. Otto, Nicolas Ray, Michael C. Whitlock, Sam Yeaman: Comment on "Ongoing adaptive evolution of ASPM, a brain size determinant in Homo sapiens" and "Microcephalin, a gene regulating brain size, continues to evolve adaptively in humans". In: Science. 313. Jahrgang, Nr. 5784, Juli 2006, S. 172; author reply 172, doi:10.1126/science.1122712, PMID 16840683.
  13. Roger P. Woods, Nelson B. Freimer, Joseph A. De Young, Scott C. Fears, Nancy L. Sicotte, Susan K. Service, Daniel J. Valentino, Arthur W. Toga, John C. Mazziotta: Normal variants of Microcephalin and ASPM do not account for brain size variability. In: Hum. Mol. Genet. 15. Jahrgang, Nr. 12, Juni 2006, S. 2025–2029, doi:10.1093/hmg/ddl126, PMID 16687438.
  14. Nitzan Mekel-Bobrov, Danielle Posthuma, Sandra L. Gilbert, Penelope Lind, M. Florencia Gosso, Michelle Luciano, Sarah E. Harris, Timothy C. Batesm Tinca J.C. Polderman, Lawrence J. Whalley, Helen Fox, John M. Starr, Patrick D. Evans, Grant W. Montgomery, Croydon Fernandes, Peter Heutink, Nicholas G. Martin, Dorret I. Boomsma, Ian J. Deary, Margaret J. Wright, Eco J. C. de Geus, Bruce T. Lahn: The ongoing adaptive evolution of ASPM and Microcephalin is not explained by increased intelligence. In: Hum. Mol. Genet. 16. Jahrgang, Nr. 6, März 2007, S. 600–608, doi:10.1093/hmg/ddl487, PMID 17220170.
  15. Dan Dediu, D. Robert Ladd: Linguistic tone is related to the population frequency of the adaptive haplogroups of two brain size genes, ASPM and Microcephalin. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104. Jahrgang, Nr. 26, Juni 2007, S. 10944–10949, doi:10.1073/pnas.0610848104, PMID 17537923, PMC 1904158 (freier Volltext), bibcode:2007PNAS..10410944D (newscientist.com).
  16. Jeremy N. Pulvers, Jarosław Bryk, Jennifer L. Fish, Michaela Wilsch-Bräuninger, Yoko Arai, Dora Schreier, Ronald Naumann, Jussi Helppi, Bianca Habermann, Johannes Vogt, Robert Nitsch, Attila Tóth, Wolfgang Enard, Svante Pääbo, Wieland B. Huttnera: Mutations in mouse Aspm (abnormal spindle-like microcephaly associated) cause not only microcephaly but also major defects in the germline. In: Proc Natl Acad Sci (PNAS). 107. Jahrgang, Nr. 38, September 2010, S. 16595–16600, doi:10.1073/pnas.1010494107, PMC 2944708 (freier Volltext).
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Veröffentlichungsdatum:
Abnormal spindle like microcephaly associated protein auch abnormal spindle protein homolog oder kurzer asp homolog kurz ASPM ist ein Protein das im Menschen vom Gen fur ASPM kodiert wird 1 Dieses Gen ASPM 2 sitzt auf Chromosom 1 Genlocus 1q31 MCPH5 3 Defekte Formen des Gens sind wahrscheinlich eine der moglichen Ursachen fur die autosomal rezessive Form der primaren Mikrozephalie 1 ASPM ist der Kurzname des Proteins der als Akronym fur engl abnormal spindle like microcephaly associated Bezug nimmt auf das orthologe Protein Asp Abnormal spindle bei Drosophila melanogaster Dieses 1954 Aminosauren lange Protein abnormal spindle als Produkt des Gens asp der Taufliege enthalt 5 Bindungsdomanen mit IQ Motiven fur Calmodulin und ist unter anderem wichtig fur einen normal funktionierenden mitotischen Spindelapparat in embryonalen Neuroblasten 3 Das Mausgen Aspm wird unter anderem pranatal im Cortex cerebri wahrend der Neurogenese exprimiert und codiert das homologe Protein ASPM 3122 AS 32 IQ Domanen 4 Der Unterschied zwischen den Genen Aspm der Maus und ASPM des Menschen besteht vorwiegend in einer einzigen grossen Insertion die fur repetitive IQ Motive im menschlichen Protein ASPM 3477 AS 39 IQ Domanen kodiert 5 Studien an Mausen zeigen dass das Genprodukt von Aspm auch hier bei der Spindelregulation beteiligt ist 6 Diese Funktion ist offenbar evolutionar konserviert denn das vom Fadenwurm Caenorhabditis elegans Gen aspm 1 exprimierte Protein ASPM 1 1186 AS mit 2 IQ Domanen konnte ebenfalls an Spindelfasern lokalisiert werden wo es bei den meiotischen Zellkernteilungen die Rotation der Kernteilungsspindel und bei der mitotischen die Organisation und Lage der Spindelpole durch Interaktionen mit Calmodulin und Dynein sowie LIN 5 reguliert 7 Evolution BearbeitenBeim Menschen trat ein neues Allel des ASPM etwa vor 14100 bis 500 Jahren auf geschatzter Mittelwert etwa 5800 Jahre Das neue Allel hat heute eine Genfrequenz von etwa 50 im Mittleren Osten und Europa es ist weniger oft in Ostasien zu finden und nur wenig in Sub Sahara Afrika 8 Man findet es in grosser Durchdringung auch unter den Menschen in Papua Neuguinea mit einer Frequenz von 59 4 9 Das grob mit dem statistischen Mittelwert von 5800 Jahren geschatzte Auftreten des neuen ASPM Allels wurde damit ungefahr in die Zeit der kulturellen Entwicklung von Landwirtschaft Stadten und Schrift fallen 10 Derzeit existieren zwei Allele dieses Gens das altere etwa uber 5800 Jahre alt und das neuere etwa junger als 5800 Jahre Etwa 10 aller Menschen haben zwei Kopien des neuen Allels wahrend etwa 50 zwei Kopien des alten Allels besitzen Der Rest von 40 aller Menschen besitzen je eine von beiden Die Halfte der 50 mit mindestens einem neuen Allel haben eine identische Kopie des neuen Allels 11 8 Dies weist auf eine rasche Verbreitung der originalen Mutante von ASPM hin Nach der selective sweep Hypothese spricht eine sich rasch verbreitende Mutation fur eine in irgendeiner Form damit einhergehende vorteilhafte Weise fur das betroffene Individuum 9 12 Testet man den IQ derer mit neuem bzw altem ASPM Allel so findet man keine Unterschiede sodass die Annahme dieses Gen wurde Intelligenz beeinflussen nicht haltbar ist 12 13 14 Andererseits zeigen statistische Untersuchungen dass die altere Form des Gens uberdurchschnittlich oft in Populationen gefunden wird die Tonsprachen wie Chinesisch oder afrikanische Sprachen der Sahara sprechen 15 Allerdings wird das Gen fur ASPM nicht nur wahrend der embryonalen Neurogenese in neuronalen Vorlauferzellen exprimiert sondern beispielsweise auch wahrend der Spermatogenese bzw der Oogenese in Zellen der Keimbahn so bei Mausen 16 Weblinks BearbeitenDumme Mause schaffen sich ab Max Planck Gesellschaft 7 September 2010 Pressemeldung Zusammenhang zwischen Hirngrosse und Fruchtbarkeit Einzelnachweise Bearbeiten a b Lisa Pattison Yanick J Crow V Jayne Deeble Andrew P Jackson Hussain Jafri Yasmin Rashid Emma Roberts C Geoffrey Woods A fifth locus for primary autosomal recessive microcephaly maps to chromosome 1q31 In Am J Hum Genet 67 Jahrgang Nr 6 Dezember 2000 S 1578 1580 doi 10 1086 316910 PMID 11078481 PMC 1287934 freier Volltext Die Namen Kurznamen und Symbole von Genen werden wenn es wie in diesem Zusammenhang zwischen Gen und Genprodukt zu unterscheiden notwendig ist den ublichen Konventionen folgend in kursiver Schrift angegeben die von Proteinen nicht a b Jacquelyn Bond Emma Roberts Ganesh H Mochida Daniel J Hampshire Sheila Scott Jonathan M Askham Kelly Springell Meera Mahadevan Yanick J Crow Alexander F Markham Christopher A Walsh C Geoffrey Woods ASPM is a major determinant of cerebral cortical size In Nat Genet 32 Jahrgang Nr 2 Oktober 2002 S 316 20 doi 10 1038 ng995 PMID 12355089 siehe Eintrag UniProtKB Q8CJ27 ASPM MOUSE in der bioinformatischen Datenbank fur Proteine UniProt M Bahler A Rhoads Calmodulin signaling via the IQ motif In FEBS Lett 513 Jahrgang Nr 1 Februar 2002 S 107 113 doi 10 1016 S0014 5793 01 03239 2 PMID 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2005Sci 309 1717E nytimes com a b Nitzan Mekel Bobrov Sandra L Gilbert Patrick D Evans Eric J Vallender Jeffrey R Anderson Richard R Hudson Sarah A Tishkoff Bruce T Lahn Ongoing adaptive evolution of ASPM a brain size determinant in Homo sapiens In Science 309 Jahrgang Nr 5741 September 2005 S 1720 1722 doi 10 1126 science 1116815 PMID 16151010 bibcode 2005Sci 309 1720M What Makes Us Human Discovery Channel Channel 4 2006 Dokumentarserie Mason Inman Human brains enjoy ongoing evolution In newscientist com New Scientist abgerufen am 20 Februar 2016 englisch a b Mathias Currat Laurent Excoffier Wayne Maddison Sarah P Otto Nicolas Ray Michael C Whitlock Sam Yeaman Comment on Ongoing adaptive evolution of ASPM a brain size determinant in Homo sapiens and Microcephalin a gene regulating brain size continues to evolve adaptively in humans In Science 313 Jahrgang Nr 5784 Juli 2006 S 172 author reply 172 doi 10 1126 science 1122712 PMID 16840683 Roger P Woods Nelson B Freimer Joseph A De Young 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