Vortrag von Dr. Mario von Depka-Prondzinski "Genomische Selektion"
auf der Jahreshauptversammlung 2019 des Hannoveraner Vereins Schleswig-Holstein in Bad Segeberg
Hochkarätige wissenschaftliche Informationen in leichtverständlicher Form zum aktuellen Stand moderner Tierzuchtmethoden erhielten die pferdezuchtinteressierten Besucher der diesjährigen JHV des Hannoveraner Vereins in Schleswig-Holstein.
Bei dem Genom handelt es sich um die Gesamtheit der Erbinformationen in einer Zelle. Diese ist außer in den Zellkraftwerken (Mitochondrien) überwiegend im Zellkern chemisch gespeichert, und zwar in den 32 Chromosomenpaaren (Mensch: 23) in Form von strickleiterförmigen DNA-Strängen. Zusammengesetzt sind diese aus nur vier verschiedenen Bausteinen (G, C, A, T) in wechselnder Kombination (Basenpaare). Hierdurch wird der Code für die jeweilige Zusammensetzung der 23000 Gene (1 Gen=1 Eiweiß) gebildet. Die DNA-Stränge haben ca. eine Länge von der Erde bis zum Mond, achtmal um den Mond herum und wieder zurück. Es leuchtet ein, dass bei derartiger Dimension mit 2,7 Milliarden Basenpaaren Fehler entstehen können. Diese Fehler nennt man SNB. Deren Häufigkeit liegt bei ca. 10 Millionen SNB, bezogen auf die DNA-Gesamtlänge. Dabei sind die krankmachenden Folgen dieser Varianten in der Erbsubstanz sehr unterschiedlich. Sie können unerheblich, aber auch lebensentscheidend sein, wie z. B. bei WFFS.
Das Pferde-Genom wurde 2007 entschlüsselt. Es ist zu 85% identisch mit dem menschlichen Genom. Diese Erkenntnisse waren Meilensteine in der genetischen Forschung. Gegenwärtig ist die Funktion vieler Gene noch nicht bekannt. Das Wissen darüber nimmt jedoch laufend zu. Von Interesse ist die Erblichkeit=Heritabilität von Merkmalen und Eigenschaften. Diese kann hoch sein (>0,45), mittelgradig (0,2- 0,4) oder gering (0,01- 0,15.)
Um einen Zusammenhang zwischen Genen und den durch sie bestimmten Eigenschaften festzustellen, benötigt man eine möglichst große Lernstichprobe (5000 angestrebt). Das Genom dieser Lernstichproben-Pferde einschließlich aller Fehler und Erbvarianten muss untersucht und mit den exakt erfassten phänotypischen Merkmalen (Exterieur, Interieur, Leistung, Gesundheit) verglichen werden. Dieser Merkmalserfassung dienen die Lineare Beschreibung, die Leistungsprüfung und eine im Aufbau befindliche Gesundheitsdatenbank. Die Zielmerkmale (z. B. Knieaktion beim Dressurpferd oder Springeigenschaften beim Springpferd) müssen exakt definiert werden. Ohne diese Definition ist eine aussagefähige Zuordnung nicht möglich.
Gegenwärtig ist man mit dem Aufbau stetig wachsender Datenbanken beschäftigt. Bereits jetzt (Lernstichprobe ca. 500) können einige relevante Aussagen gemacht werden. So hat man bei den KWPN-Körungen aufgrund höherer Aussagegenauigkeit in der Knochengesundheitsbeurteilung die bisherige Röntgendiagnostik inzwischen durch eine Gen-Analyse ersetzt. Während mittels der gegenwärtigen FN-Zuchtwertschätzungen bei Dressurhengsten lediglich mit geringer bis mittelgradiger Zuverlässigkeit eine Erblichkeit entsprechender Eigenschaften (0,19) vorhergesagt werden kann, ermöglicht die genomische ZWS eine sehr hohe Sicherheit bei der Erblichkeitsvorhersage (0,68). Bei den Springhengsten erreicht die FN-ZWS 0,32 und die genomische ZWS 0,65! Neben der höheren Genauigkeit ist der frühere Zeitpunkt des Vorliegens relevanter Informationen ein entscheidender Vorteil der Genomik. Während eine herkömmliche Eigenleistungsbeurteilung frühestens mit 6-8 Jahren, und eine Beurteilung der Vererbungsleistung frühestens mit 11-14 Jahren möglich sind, stehen alle genomischen Informationen mittels einer Haarprobe bereits wenige Tage nach der Geburt zur Verfügung und ermöglichen eine Wertermittlung und gezielte Aufzucht und Förderung.
Die Analyse-Kosten betrugen zum Zeitpunkt der Genomentschlüsselung 2007 ca. 3 Milliarden Dollar. Dank immer leistungsstärkerer Computer und zunehmender Routine im Rahmen des biotechnologischen Fortschrittes sind sie heute auf ca. 1000 Dollar gesunken. In Kürze werden 100 Dollar realistisch sein. Gleichzeitig nimmt die Genauigkeit und Zuverlässigkeit immer weiter zu. In ca. 4-5 Jahren dürften genomische Beurteilungen ausgereift sein und zur Alltagsroutine gehören.
Nicht nur das: Bereits 2012 wurde von den Forscherinnen Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier die Gen-Schere (CHRISPR/Cas) entwickelt, mit der man aus dem Genom gezielt einzelne Gene herausschneiden und so das Erbgut manipulieren kann. Die Technik ist relativ einfach und wird bereits in größerem Stil in der Landwirtschaft angewendet (z. B. genmanipulierter Mais).
Sich hieraus ergebende ethisch-moralische Fragen werden bei uns sehr kontrovers und kritisch diskutiert. In Ländern wie China oder Indonesien findet eine solche kritische Diskussion nicht statt. Was möglich und wirtschaftlich lohnend erscheint, wird dort praktiziert. Kommen die künftigen Pferde-Champions demnächst aus diesen Ländern? Der chinesische Wissenschaftler He Jiankui schreckte nicht vor einer Anwendung der Gen-Schere beim Menschen zurück: 2018 wurde in der Universität Shenzhen dank Genmanipulation ein HIV-resistentes Zwillingspärchen geboren.
Wir Pferdezüchter werden nicht darum herumkommen, uns mit den neuen biotechnologischen Möglichkeiten auseinander zu setzen. Die Revolution hat bereits begonnen.
Rudolf Drünert
