Dna-BioBanKen für einzelne Hunderassen? - Jörg T. Epplen, Regina Kropatsch, Gabriele Dekomien Humangenetik Ruhr-Universität, 44780 Bochum
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Kynologie aktuell
Jörg T. Epplen, Regina Kropatsch, Gabriele Dekomien
Humangenetik Ruhr-Universität, 44780 Bochum
DNA-Biobanken für
einzelne Hunderassen?
Hunderassen und Rassehunde depression (ingezüchtete Populationen zeigen
Die Begriffe Hunderasse und Rassehund gehen oft reduzierte Fitness, d.h. Fruchtbarkeit etc.)
dem Hundefreund wie dem Experten sehr komplett außer Acht gelassen.
leicht über die Lippen, warum also überhaupt Wissenschaftlich absolut einwandfrei und
einmal innehalten und diese gebräuchlichen umfassend definierte Professor Wolf Herre
Konzepte hinterfragen? Das Hunderassen- bereits 1961: „Rassen sind vom Menschen
Konzept scheint sich in die heutige Hunde- in sexueller Isolation gehaltene, verbreitete
zucht teilweise unreflektiert eingeschlichen zu Untereinheiten eine Art, welche sich in meh-
haben, macht es doch einige Schwierigkeiten, reren Merkmalen und Erbeinheiten voneinan-
eine griffige Definition dafür aus dem Ärmel zu der unterscheiden. Es sind Kollektiveinheiten,
schütteln. Hierzu schrieb eine amerikanische deren Besonderheiten nur durch statistische
Naturschutzexpertin: „Eine Rasse ist eine plan- Methoden wiedergegeben werden können.
bare genetische Packung“ (Carolyn Christman Dem subjektiven Ermessen bei der Umgren-
2003: A race is a predictable genetic package). zung und Merkmalsauswahl ist ein weites Feld
Das Vorhersagen in genetischen Fragen bleibt gelassen.“ Hier wird die wesentliche Problema-
aber im Wesentlichen auf rein statistische tik in Rassedefinitionen unmittelbar offenbar,
Wahrscheinlichkeiten beschränkt. Sind beide nämlich das subjektive menschliche Ermessen.
Eltern eines Menschenkindes gesund und deren Mitunter erscheint hierfür menschliche Will-
Stammbäume leer in Bezug auf klassische Erb- kür als eine passendere Umschreibung (z.B. die
krankheiten, so besteht empirisch dennoch ein Unterscheidung von sieben Teckel-Rassen). Es
3-4 %iges Risiko für eine erblich (mit-)bedingte wäre besonders interessant zu verfolgen, ob
Auffälligkeit beim Nachkommen. Für domi- und wie intensiv sich übergreifende Hunde-
nant vererbte Leiden liegt das kindliche Risiko klub-Dachverbände (FCI, AKC, KC, VDH) in
bei 50 %, wenn ein Elternteil betroffen ist. Was diesem Zusammenhang in vertiefte Diskussio-
ist also bei Verpaarungen in einer Hunderasse nen zum Rassekonzept einlassen.
vorhersagbar? Nur vergleichsweise hohe Wahr-
scheinlichkeiten für bekanntes Exterieur, erblich Sind Stammbaum-Datenbanken den
bedingte Leistungsbereitschaft und Verhalten! Aufwand wert?
Bezüglich der Rasse-Definition formulierten Die Zuchtgeschichten älterer Hunderassen
Autoren wie Nussbaumer und Huber (1983) liegen meistens weitgehend im Dunkeln. Da
eher problembehaftet: „Eine Hunderasse wird mündliche Überlieferungen der Vorgänge bei
als Gruppe von Hundeindividuen definiert, die der Rassegründung nicht mehr belegbar sind
durch gerichtete menschliche Selektion auf ein und schriftliche Aufzeichnungen aus dieser
gestelltes Endziel (Standard) in Bezug auf mor- Zeit oft fehlen, ist man auf Spekulationen
phologische Merkmale, Leistungsfähigkeit und bezüglich der Ursprünge vieler traditioneller
Psyche während mehrerer registrierter Genera- Rassen angewiesen. Die Weimaraner-Freunde
tionen gezüchtet worden sind. Am Ende soll z.B. verzeichnen graue Landrassen in Thürin-
für möglichst viele Merkmale Reinerbigkeit gen zu Zeiten von Großherzog Karl August von
(Homozygotie) erreicht werden, so dass sich die Sachsen-Weimar-Eisenach und Goethe mehr
Rasseangehörigen durch den Besitz bestimm- oder weniger offiziell als die ältesten Ursprünge,
ter Eigenschaften von den anderen Rassen obwohl bereits Louis IX im 16. Jahrhundert
unterscheiden und diese Eigenschaften auf graue Meutehunde beschrieb (La Chasse Roy-
ihre Nachkommen vererben." Derartig frag- ale, veröffentlicht 1625). Und Karl IX. soll
würdige Strategien bzw. züchterische Irrwege schon im 13. Jahrhundert graue Jagdhunde
zur möglichst vollkommenen Homozygotie nach Entlassung aus Gefangenschaft aus „Tar-
sind mittlerweile gottlob praktisch gänzlich tarien“ (damalige Bezeichnung für die Region
verlassen, hätte man in der logischen Langzeit- zwischen Schwarzmeer bis zum Kaukasus)
Konsequenz doch lediglich noch identische importiert haben. Die Wissenslücke bzgl. der
Klone eines einzigen Hundeindividuums, die Grauen zwischen dem 17. und 19. Jahrhundert
zu verschiedenen Zeiten lebten. Diese Autoren lässt sich aus heutiger Aktenlage offensichtlich
haben negative Auswirkungen wie z.B. Inzucht- nicht mehr füllen. Warum also im Nachhinein
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Kynologie aktuell
>135 000 Weimaraner, die seit den 1870iger manifest werden, kann eine kleinere Zuchtpo- Validierung.
Jahren gewölft wurden, in der www.weimara- pulation bei hohen Nachkommenzahlen ein- Das Erbgut, die zelluläre DNA kann prin-
nerpedigrees.com Datenbank katalogisieren? zelner Vererber bereits erhebliche Mutations- zipiell in Kern-DNA und mitochondriale
Einige Zuchtphänomene wie z.B. übersteigerter frequenzen aufweisen. Über längere Zeiträume DNA (mtDNA) unterteilt werden. Von den
Einsatz von sog. Moderüden bewirken oftmals hat der Einsatz von Moderüden sogar noch Geschlechtschromosomen im Zellkern wird
das Anhäufen von Erbsprüngen (Mutationen) schlimmere Nachwirkungen als strenge Linien- nur das Y-Chromosom immer vom Vater an
in nachfolgenden Generationen, u.a. wegen bzw. Inzucht. Diese Strategien können schon seine Söhne vererbt. Die Mitochondrien als sog.
möglicher Kopplung von vermeintlich vorteil- in umfangreichen Datenbanken ausreichend Kraftwerke der Zellen werden immer nur von
haften Genvarianten mit deletären Mutationen erfasst werden, sodass ggf. auch unmittelbar der Mutter in ihren Eizellen an alle Nachkom-
auf ein und demselben Chromosom und mit- gegengesteuert werden kann. Wie verlässlich men weitergegeben und somit ihre mtDNA. Mit
hin gemeinsamer Vererbung. Da seltene rezes- sind aber alte Datenbanken und wie können variablen DNA-Markern können anhand von
siv vererbte Leiden über die Mutationen bei sie überprüft werden? Die moderne Moleku- Y-chromosomalen und mtDNA-Variationen
Moderüden je nach Verpaarungsschema aber largenetik bietet hierzu auch noch rückblickend über viele Generationen hinweg rein männliche
frühestens in der übernächsten Generation Möglichkeiten der Nachuntersuchung und bzw. rein weibliche Vererbungslinien verfolgt
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bieten dem planvollen Züchter eine Möglich-
keit, bestimmte Linien in seiner Zucht zu ver-
folgen. Allerdings sollte man diese Effekte auch
nicht überschätzen: Das Y-Chromosom enthält
nur ~50 Gene, die bis auf die Geschlechtsbe-
stimmung beinahe bedeutungslos sind. Die
mehr als 25 000 Gene auf den anderen Chro-
mosomen des Hundes stellen andererseits den
komplexen Bauplan dar. mtDNA beim Hund
beinhaltet nur 16 700 Bausteine gegenüber
insgesamt 5 000 000 000 Basen in allen Chro-
mosomen des Zellkerns. Zuchtstrategien, mit
denen besonderer Wert darauf gelegt wird,
dass gemeinsame Verwandte in den Elternlinien
vermieden werden, erweisen sich natürlich als
außerordentlich vorteilhaft für die genetische
Vielfalt beim Nachwuchs. Trotz der vergleichs-
weise kleinen Population der Weimaraner ist
die genetische Vielfalt praktisch identisch mit
der von großen Rassen wie den Schäferhunden
(siehe Artikel in Der Rassehund 2008; Streit-
berger und Kollegen). Innerhalb dieser Studien
wurde auch klar, dass DNA-Testergebnisse in
werden. Über Y-Marker können somit theore- manchen Linien nicht mit den Stammbaum-
tisch Väter, Großväter und Urgroßväter etc. bis aufzeichnungen in Einklang zu bringen sind.
auf die aus dem historischen Stammbaum her- DNA-Untersuchungen erlauben damit neben
vorgehenden eigentlichen Urväter zurückver- Rückschlüssen z.B. auf klassische Erbkrankhei-
folgt werden. mtDNA-Untersuchungen erlau- ten und Elternschaft auch zuchtgeschichtliche
ben festzustellen, ob verschiedene Hunde ein Schlussfolgerungen.
und dieselbe Urmutter haben. Zuchtbuchauf-
zeichnungen können demnach auf tatsächliche DNA-Biobanken
biologische Verwandtschaftsverhältnisse hin Die Sammlung von DNA-Proben, die mit
überprüft werden. Bei deutschen Weimaranern Daten ihrer Spender verknüpft sind bzw. ver-
ergaben sich hierbei in unseren Untersuchungen knüpft werden können, wird als DNA-Bank
Auffälligkeiten: Nachfahren eines bestimmten bzw. DNA-Biobank bezeichnet. DNA-Bio-
Ur-Rüden zeigen unterschiedliche Y-Marker- banken sind u.a. wichtige Voraussetzung zur
muster. Manche Hunde, die laut Stammbaum Abklärung der Ursachen und Mechanismen
auf eine gemeinsame Urmutter zurückgeführt von Erbkrankheiten. Hierbei handelt es sich
wurden, zeigen auch verschiedene mtDNA. um Erkrankungen, für die krankhaft verän-
Mitunter stimmen weder die aufgezeichneten derte Erbanlagen (Mutationen) entscheidend
Urväter noch die Urmütter mit den Y- und sind - und vererbt werden. Mutationen kön-
mtDNA-Daten überein (Abbildung 1). Gründe nen jederzeit neu entstehen und sich je nach
für sog. "Kuckucks-Hunde" könnten in fal- Zuchtstrategie innerhalb einer Rasse mehr
schen Stammbaumangaben, Verwechslungen oder weniger schnell ausbreiten (s. Bemerkun-
bzw. "Ammentausch" vermutet werden. gen zu Zuchtstrategien weiter oben). Für die
Anhand umfangreicher DNA-Untersuchungen Identifizierung solcher krankheitsverursachen-
wurde klar, dass mindestens vier verschiedene den Mutationen können z.B. Familien-Studien
Urväter und drei Urmütter die heute gezüchte- durchgeführt werden, für die oftmals nicht
ten deutschen Weimaraner tatsächlich hervor- nur die Eltern, sondern auch die Großeltern
gebracht haben. von betroffenen Hunden untersucht werden
Die Bestimmung von Mutter- und Vaterlinien müssen. Gerade bei Erkrankungen mit spätem
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zur DNA aus Blutproben (noch vitale weiße nen. Die DNA-Proben werden nach intensiver
Blutkörperchen), ist die DNA aus abgestorbe- Qualitäts- und Mengenkontrolle in mehreren
nen Mundschleimhaut-Zellen praktisch immer Teilproben tief gefroren gelagert und stehen
mehr oder weniger degradiert, d.h. nur noch dann für viele umfangreiche Untersuchungen
kürzere Abschnitte bzw. Fragmente sind über- zur Verfügung. Idealerweise könnten Proben
haupt als Ausgangsmaterial verfügbar. Somit von allen lebenden Hunden der betreffenden
sind für die langfristige Einlagerung immer Rasse rasch erfasst werden. Zumindest von
die frischen Blutproben den Mundschleim- allen in der Zucht stehenden Hunden einer
hautabstrichen vorzuziehen. Vorteilhaft für jeweiligen Rasse sollte aber auf jeden Fall die
die DNA-Aufreinigung sind nicht die heute DNA-Einlagerung z.B. als Voraussetzung zur
oftmals bevorzugten Schnellpräparationsme- Zuchterlaubnis erreicht werden. Derartige
thoden sondern die klassischen, besonders Populations-basierte Biobanken stellen die
Krankheitsbeginn stehen Großeltern aber zur schonenden Reinigungsverfahren, mit denen notwendige Forschungsinfrastruktur für viele
Probenentnahme häufig schon nicht mehr zur in der Folge auch sichergestellt ist, dass später künftige Vorhaben dar, deren Forschungszwe-
Verfügung. Zuvor angelegte DNA-Biobanken möglichst all‘ die verschiedenen molekularge- cke zum Zeitpunkt der Zusammenstellung der
können hier zur Problemlösung beitragen. Als netischen Techniken durchgeführt werden kön- Biobank noch weitestgehend unbestimmt bzw.
in der Zucht stehende Hunde würde dann die
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DNA der Eltern und (Ur-)Großeltern in der
entsprechenden Bank eingelagert sein, und die
DNA könnte somit für die Forschung freigege-
ben werden. Des Weiteren würde das Material
der DNA-Biobanken aber auch für eventuell
später notwendige Abstammungsnachweise
zur Verfügung stehen. Bei der Frage nach der
Abstammung geht es um Klärung, ob eine ver-
mutete Verwandtschaftsbeziehung bestätigt
oder ausgeschlossen werden kann. Zuweilen Anzeige Pets world
ist es notwendig, einen Abstammungsnachweis
noch nach dem Tod z.B. eines der Elternteile
durchzuführen. Hierfür kann dann auch die in
einer DNA-Biobank eingelagerte DNA-Probe
des jeweiligen Hunds (natürlich nicht ohne
ausdrückliches Einverständnis des Besitzers)
genutzt werden. Auf Grund der schnell fort-
schreitenden Weiterentwicklung molekular-
biologischer Möglichkeiten, besonders seit der
Entschlüsselung des gesamten Hundegenoms
(Genom = Gesamtheit der Erbinformation),
können DNA-bzw. Biobanken zukünftig noch
zusätzliche Vorteile bieten, die heute noch
nicht klar ersichtlich sind. In Bezug zum hiesi-
gen Thema stellt sich damit aber vor allem die
Frage, in wieweit DNA-Biobanken auch even-
tuell Zuchtklub-übergreifend anzulegen wären.
Das einfache Motto je umfangreicher desto bes-
ser ist hier sicher intensiv zu diskutieren.
Für die DNA-Einlagerung werden zunächst
vorzugsweise EDTA-antikoagulierte Blutpro-
ben verwendet, aus den weißen Blutkörper-
chen wird die zelluläre Erbsubstanz (Kern- und
mtDNA) isoliert und gereinigt. Im Gegensatz
29Kynologie aktuell
A
Lump Blanko v.d.
8 Generationen Bertholdsburg
19 Generationen
Argo-Heidi
Eddi
Arco Astor
Conrad Larry
Boris Harro
Pablo I Quebec
10 weitere
Bachus
Gene- rationen
N
Cerrill Reiteralm‘s Alfred
unbekannt sind.
Axel Arimalisa‘s Die Kosten für DNA-Biobanken sind für viele
Hundehalter sicherlich ein wichtiges Argument,
Balu die Einrichtung und Erhaltung der Bank gründ-
Astor Duc L lich zu diskutieren. In diesem Zusammenhang
6 weitere
Chester Y-chromosomale ist vorab schon zu bedenken, dass alle nachfol-
Balou L
Gene- rationen
‚Vererbung‘ genden Untersuchungen weitaus kostengünsti-
Vico ger zu gestalten sind, da die DNA-Präparation
O Gero
L Fiete immer einen ganz erheblichen Kostenfaktor bei
den DNA-Tests darstellt. Es ist derzeit noch
etwas früh genaue Kosten-/ Nutzenanalysen
B Asta v. anzustellen, zumal die meisten länger existie-
Ada v.d.
Petriwehr mitochondriale renden Biobanken krankheitsorientiert für den
Saaletal Menschen an universitären Forschungsstellen
Senta 5 weitere ‚Vererbung‘ ohne erheblichen kommerziellen Druck betreut
Generationen
werden. Die Eigentums- und Zugriffsrechte
8 weitere
Genera- tionen
Bella auf das Biobank-Material sollte vom jeweili-
gen Hundeklub mit der betreuenden Biobank-
Frya Gretel Jessie
Institution vertraglich geregelt werden. Wo die
DNA-Biobank vorzugsweise eingerichtet wird,
Biene Alfa
Isa Nixe entscheiden die Zuchtvereine anhand einer
möglichst vertrauenswürdigen und langfristi-
Assi Conny Susi gen Perspektive der kommerziellen oder uni-
Conny
versitären Einrichtung. Auch ist zu berücksich-
Cleo Zilla
tigen, dass die Einrichtung und Unterhaltung
Hexe Annette Amsel
von DNA-Biobanken erhebliche Qualitätsan-
sprüche an die beauftragte Institution stellt,
Dora Anna Erle Dunja
Rina vor allem in Bezug auf effiziente Organisation
und möglichst nach DIN EN ISO akkreditierte
Gunda Gesa Amourette Grandel
Arabell Laborpraxis. Auch kommerzielle Unterneh-
mungen mit dem Anspruch, immer auch dem
Anka
Balu G Otti G B B höchsten Probenaufkommen gerecht werden zu
Zorro Baldewin Bernward können, sollten einer kritischen Überprüfung
Golo G B Ambro unterzogen werden. Zentraler Gesichtspunkt
bleibt jedenfalls die vergleichsweise überschau-
bare Investition in die Zukunft der betreffenden
Rassen.
Legende zur Abbildung 1.
Stammbauminformation aus frühen Aufzeichnungen bzw.
modernen Datenbanken können mittels DNA-Tests z.B. in
DNA-Biobanken Vorteile Nachteile
einzelnen Weimaraner-Linien molekulargenetisch nicht Zuchtordnung allgemein verbindlich für die müsste angepasst werden
nachvollzogen werden:
Rasse
A. Die Y-chromosomalen Musterunterschiede (O bei Gero; L
bei Fiete, Vico und Chester) sind biologisch nicht erklär- Kosten reduziert bei späteren DNA- initiale Kosten
bar, ebenso wenig wie die Y-Unterschiede zwischen Pablo Tests
(I) und Alfred (N).
B. Die mitochondrialen DNA-Muster stimmen bei Balu (G) Zugriff* jederzeit, je nach Vertragstext auch für den verantwortlichen Verein
und Golo (G) wie erwartet überein, wohingegen Zorro
(G) gegenüber (Baldewin, Bernhard und Ambro; jeweils B) Abstammung* jederzeit überprüfbar, daher praktisch immer stimmig
deutliche Differenzen aufweisen. zukünftige Projekte sofort möglich, auch Rückgriff
Mögliche Gründe für widersprüchliche Stammbaum-
Information gegenüber den DNA-Mustern werden im Text
auf Material verstorbener Hunde
ausführlicher diskutiert. *Nachteil nur für Züchter, die rein egoistische Zuchtziele verfolgen
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