Leuzist

Leuzist
Weiße Katzen sind meist leuzistisch

Leuzismus (Farblosigkeit) ist eine Defekt-Mutation, die dazu führt, dass das Fell weiß und die darunterliegende Haut rosa ist, da die Haut keine Melanozyten (farbstoffbildende Zellen) enthält. Im Gegensatz dazu sind beim Albinismus die Zellen zwar vorhanden, aber unfähig den Farbstoff Melanin zu bilden.

Gene, deren Mutation zu Leuzismus führt, wurden früher üblicherweise mit W abgekürzt. Sie bewirken in der frühembryonalen Entwicklung eine Fehlentwicklung von Strukturen der Neuralleiste, die dazu führt, dass keine oder sehr wenige Melanoblasten aus der Neuralleiste auswandern. Damit gibt es an der Körperoberfläche keine pigmentbildenden Zellen mehr. Bereiche, die mit dem Zentralnervensystem unmittelbar zusammenhängen, besonders die Augen, haben meist zumindest eine gewisse Anzahl pigmentbildender Zellen, so dass die Augen von leuzistischen Tieren hellbraun oder dunkelblau bis orange (bei Schlangen dunkelblau (fast schwarz) bis blau) gefärbt sind, je nachdem, wie hoch die Anzahl der Pigmentzellen ist.

Die meisten Formen der Scheckung sind auf abgeschwächte Formen des Leuzismus zurückzuführen.

Inzwischen ist bekannt, dass es mehrere unterschiedliche Gene gibt, deren Mutationen zu Leuzismus führen können. Dazu gehört der Endothelin-Rezeptor-B-Gen (EDNRB), das Paired Box Gen 3 (PAX3), SOX10, der Microphthalmie-assoziierter Transkriptionsfaktor (MITF), c-Kit und der Steel-Locus (codiert MGF).

Inhaltsverzeichnis

Mutationen einzelner Genorte

Endothelin-Rezeptor-B-Gen

Das Endothelin-Rezeptor-B-Gen (EDNRB) codiert einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor, der in diversen Zelltypen produziert wird und für die Differenzierung der Melanozyten und Nervenzellen des Darmes zuständig ist, die die Neuralwülste verlassen, bevor das Neuralrohr sich völlig geschlossen hat.

Mutationen des Endothelin-Rezeptor-B-Gens führen deshalb zu Scheckung oder Leuzismus (rosa Haut und weißes Fell) und oft auch einer Überdehnung des Dickdarms (Megacolon) aufgrund fehlender Nervenzellen im Darm (Aganglionose). Der Megacolon führt innerhalb weniger Stunden bis Tage nach der Geburt zum Tod.

Menschen (EDNRB)

Ein kleiner Teil der Fälle von Morbus Hirschsprung sind auf Mutationen des Endothelinrezeptors zurückzuführen.

Ebenfalls zu eine Mutation des Endothelin-Rezeptors führt zum Waardenburg-Shah-Syndrom oder WS4.

Lethal white Syndrom bei Pferden (OLWS)

Frame-Overo-Scheckung beim Pferd

Heterozygote Träger einer Mutation des Endothelinrezeptors bei Pferden haben fast immer eine durch dieses Gen hervorgerufene Frame-Overo-Scheckung. Fohlen die homozygot für das Frame-Overo-Gen sind, sind völlig weiß und sterben innerhalb von 24 Stunden an Darmverschluss aufgrund der fehlenden Darminnervation. Das nennt man Lethal-White-Syndrom.

Ratten (EDNRB)

Bei den Spotting-lethal Ratten sind die Flecken etwa so verteilt, wie bei diesen Tieren, nur dass der Schwanz teilweise schwarz ist.

Heterozygoten Tiere mit dem spotting lethal (sl)-Gen, bei dem es sich um eine Mutation des Endothelinrezeptors handelt, sind gescheckt. Die farbigen Flecken befinden sich auf dem Kopf, Schwanz und bilden einen schwarzen Rückenstreifen. Abgesehen davon sind sie gesund.

Für dieses Gen homozygote Ratten (slsl) sind völlig weiß mit dunklen Augen. Manchmal haben sie kleine Flecken auf Kopf und Hüften. Sie bekommen einen Megacolon aufgrund Fehlender Nerven und sterben daran gewöhnlich innerhalb der ersten Lebenswoche.

c-Kit

c-Kit ist eine transmembrane Rezeptor-Tyrosinkinase aus der Familie der der Plättchen-Wachstumsfaktor- (PDGF)- und CSF-1 (colony stimulating factor-1) Rezeptoren.

c-Kit ist beim malignen Melanom als Proto-Onkogen wirksam. Eine c-Kit-Expression wurde bei einigen soliden Tumoren nachgewiesen. Defekte von c-Kit führen zu myeloische Leukämien.

Der c-Kit-Rezeptor ist an der Vermehrung, Differenzierung, funktionellen Reifung sowie am Erhalt einer Vielzahl an differenzierten Zellen beteiligt. Seine Mutationen können Anämien und Sterilität verursachen. Außerdem sind sie für verschiedene Formen des Leuzismus und der Scheckung verantwortlich.

Mensch (c-Kit)

Weiße Stirnlocke beim Piebaldismus

Piebaldismus - weiße Flecken auf der Haut, meist verbunden mit einer weißen Stirnlocke - wird beim Menschen ebenfalls durch den KIT-Locus hervorgerufen.

Maus (c-Kit)

Mäuse mit verschiedenen Mutationen des Kit-Locus, oben jeweils heterozygote Tiere unten homozygote Tiere.

Der c-Kit-Locus der Maus ist unter anderem unter folgenden Namen bekannt: c-kit, belly-spot, dominant spotting, spotted sterile male, Steel Factor Receptor, Dominant white spotting, proto-oncogene protein

Die meisten Mutationen dieses Genorts sind unvollständig dominant.

Homozygote oder Mäuse mit zwei unterschiedlichen c-Kit Mutationen auf den Allelen sind meist dunkeläugig und völlig weiß. Je nach schwere der Mutation ist es im unterschiedlichen Maße mit weiteren Gesundheitsproblemen wie Sterilität, Leberschäden und Anämie verbunden. Viele sterben im Mutterleib oder kurz nach der Geburt. Nur wenn eine ausreichende Restfunktion von c-Kit erhalten ist, sind sie überlebensfähig. Die Belly-Spot-Mutante hat auch homozygot nur einen weißen Fleck unter dem Bauch und ist sonst gesund.

Heterozygote Mäuse sind lebensfähig und in unterschiedlichem Ausmaß gefleckt vor allem an Bauch und Schwanz.

Dominant weißes Pferd

Pferde (c-Kit)

Der Kit-Locus befindet sich auf Chromosom 3 des Pferdes (ECA3).

Eine von mehreren Formen der Sabinoscheckung wird durch eine Mutation des c-KIT-Locus hervorgerufen.

Dasselbe trifft auf das Roan-Gen zu das in heterozygoter Form zu stichelhaarigen Pferden führt, bei denen weiße und farbige Haare gemischt auftreten. Homozygot ist das Roan-Gen letal.

Auch für die Tobianoscheckung ist nachgewiesen, dass sie entweder durch den Kit-Locus selbst oder durch einen Genort, der auf demselben Chromosom in direkter Nachbarschaft liegt hervorgerufen wird.

Außerdem wurde nachgewiesen, dass die Dominant weiße Farbe des Pferdes ebenfalls auf diesen Locus zurückzuführen ist.

Deutliche Sabinoscheckung

Minimaler Sabino: Wenn das Gen nur einfach vorliegt führt es zu deutlichen Abzeichen an Gesicht und Beinen mit höchstens kleinen Flecken am Bauch.

Dauer-Rotschimmel: Genetisch kein Schimmel sondern ein Fuchs mit weißen Stichelhaaren

Rind (c-Kit)

Das weiße Gesicht der Herefordrinder ist durch den c-Kit-Locus hervorgerufen und es besteht aufgrund dieser Mutation eine erhöhte Anfälligkeit für einen schnell wachsenden Krebs der Nickhaut (3. Augenlid). Das ebenfalls weiße Gesicht der Simmentaler Kühe ist auf eine andere Mutation zurückzuführen, deren Genort noch nicht bestimmt wurde. Sehr wahrscheinlich ist die typische Scheckung die man von Holsteinern und Schwarzbunten Niederungsrindern kennt ebenfalls auf den Kit-Locus zurückzuführen.

Holsteiner Kühe

Herefordbulle

Schwein (c-Kit)

Sowohl die rosa Farbe der meisten Hochleistungsrassen, als auch verschiedene Scheckmuster als auch die Gürtelzeichnung einiger Schweinereassen werden durch Mutationen des c-Kit-Locus hervorgerufen.

Die Rosa Farbe der Schweine wird durch eine Mutation des c-Kit-Locus hervorgerufen.

Gürtelzeichnung - ebenfalls eine c-Kit Mutation

Gescheckte Katzen haben ihre Flecken von einer Mutation von c-Kit

Katze (c-Kit)

Die weißen Flecken gescheckter Katzen werden sehr wahrscheinlich durch eine Mutation des c-Kit-Locus hervorgerufen.

Pax3

Das Pax3-Gen (paired box gene 3, auch paired domain gene 3 oder paired box homeotic gene 3) ist daran beteiligt die frühe Embryonalentwicklung als Transkriptionsfaktor zu steuern.

Es gehört zur Gruppe der Pax-Gene, die typischerweise eine Paired-Box-Domäne und eine paired type homeodomain haben.

Leichte Mutationen dieses Lokus führen zu verschiedenen Formen der Scheckung und des Leuzismus. Andere Mutationen führen zu Taubheit. Es gibt schwere Mißbildungen von Gehirn und Nervensystem, bei dem sich oft die Wirbelsäule bis zur Geburt nicht schließt (Spina bifida) oder der Schädel offen bleibt. Ebenso schwer kann das Kreislaussystem betroffen sein, so dass viele der Hauptarterien an der falschen Stelle beginnen, Adern die normalerweise zurückgebildet werden erhalten bleiben und dergleichen. Schwere Mutationen des Gens führen deshalb noch vor der Geburt zum Tod.

Mensch (Pax3)

Beim Menschen rufen Mutationen des Gens das Waardenburg-Syndrom Typ 1 und 3 (WS1 und WS3), das craniofacial-deafness-hand syndrome (wörtlich: Gesichtsschädel-Taubheits-Hand-Syndrom) und das Rhabdomyosarkom hervor.

Maus (Pax3)

Die meisten Erkenntnisse über das Pax3-Gen wurden durch Mutationen der Maus gewonnen.

Neben Mutationen die aufgrund schwerer Mißbildungen von Nerven- und Kreislaufsystem noch im Mutterleib oder kurz nach der Geburt zum Tod führen gibt es auch Tiere die nur gescheckt und sonst gesund sind.

Häufige Merkmale sind Weiße Füße, Knick im Schwanz, offenes Neuralrohr, verschiedene Fehlbildungen und Verlagerungen der Hauptarterien.

Microphthalmie-assoziierter Transkriptionsfaktor (MITF)

Der Microphthalmie-assoziierte Transkriptionsfaktor (MITF) ist ein Gen aus der Gruppe der Transkriptionsfaktoren. Mutationen dieses Gens können zu verschiedenen Formen des Leuzismus, der Scheckung führen. Außerdem treten Fehlbildungen der Augen (Mikrophthalmie) auf. Im Unterschied zu den meisten Formen des Leuzismus haben Tiere, die aufgrund einer Mutation dieses Locus leuzistisch oder gescheckt sind oft keine blauen oder braunen sondern rote oder rosa Augen.

Mensch (MITF)

Beim Menschen liegt er auf dem dritten menschlichen Chromosom 3 (GeneID 4286) und verursacht sie das Tietz-Syndrom und das Waardenburg-Syndrom Typ 2 (WS2). Darüber hinaus wird die Aktivität des MITF-Gens im metastasierten Melanom in 10-16% aller Fälle nachgewiesen. Die genaue Rolle von MITF in der Melanomentstehung und Progression ist aber noch ungeklärt.

Taufliege (MITF)

Mutationen dieses Gens führen auch bei Taufliegen (Drosophila melanogaster) zu Fehlbildungen der Augen, was die Theorie stützt, dass Facettenauge und Linsenauge sich nicht unabhängig voneinander entwickelt haben.

Maus (MITF)

Leuzistische Mäuse mit Mutationen des Mitf-Gens können ebenso rosa Augen haben wie diese Albinos.

Mutationen der Maus durch dieses Gen reichen von Tieren die weiß, aufgehellt oder gescheckt aber sonst gesund sind und aufgehellte, rote oder rosa Augen haben bis hin zu Tieren mit schweren Fehlbildungen oder völligem fehlen der Augen und Knochenverdichtung in unterschiedlichem Ausmaß. Außerdem gibt es Tiere, die taub sind.

Sox10

Sox 10 ist ein Transskriptionsfaktor, der für die Herausbildung der Neuralleiste in der Embryonalentwicklung notwendig ist. Sie ist notwendig für die Entwicklung der Melanozyten und der Oligodendrozyten die im zentralen Nervensystem die Axone der Nervenzellen voneinander isolieren. Es spielt außerdem eine Schlüsselrolle in der Entwicklung des peripheren und Eingeweide-Nervensystems.

Mensch (Sox10)

Mutationen des Sox10-Locus rufen beim Menschen das Waardenburg-Syndrom Typ 4, das Yemenite deaf-blind hypopigmentation syndrome, und die Neurologische Variante des Waardenburg-Shah-Syndroms hervor, dass den Megacolon des Morbus Hirschsprung mit den Symptomen des Waardenburg-Syndroms kombiniert.

Schwerere Mutationen führen dazu, dass das Kind im Mutterleib noch während der Embryonalentwicklung abstirbt.

Maus (Sox10)

Neben verschiedenen Mutationen die zu Leuzismus oder Scheckung ohne weitere Krankheitszeichen führen gibt es auch bei der Maus Mutationen mit Megacolon, die dazu führen dass die Jungtiere kurz nach der Geburt sterben.

Steel-Locus

Der Steel-Locus (Steel factor, SF, Steel) arbeitet eng mit dem c-Kit-Locus zusammen und wird deshalb auch Kitl (Kitlg, Kit ligand) genannt. Weitere Namen und Abkürzungen für den Steel-Locus sind: Sl; SLF; contrasted (Con), cloud gray (Clo), grizzle-belly (Gb), stem cell factor (SCF), mast cell growth factor (Mgf).

Wie alle Leuzismus-Loci führt er zu Leuzismus in unterschiedlicher Ausprägung.

Der Steel-Faktor spielt eine wesentliche Rolle in der Entwicklung der Zellen der Keimbahn zu fertigen Ei- und Samenzellen und bei ihrer Wanderung zu den späteren Geschlechtsorganen. Deshalb führen viele Mutationen dieses Locus zu Unfruchtbarkeit. Weitere häufige Folgen von Mutationen dieses Locus sind eine zu hohe Knochendichte und Anämie aufgrund verringerter Blutbildung. Da Steel auch die Entwicklungen der Mastzellen beeinflusst, können Mutationen zu Störungen des Immunsystems führen. Auch Taubheit kommt vor.

Maus (Steel)

Stark aufgehellte Mutationen führen zu Tieren mit weißem Fell und normalfarbigen Augen. Geringfügig aufgehellte Tiere sind entweder gleichmäßig grau oder haben an Ohren, Füßen, Schwanzspitze und auf dem Bauch hellere Stellen oder weiße Flecken.

Neben Tieren die außer dem hellen Fell in jeder Hinsicht gesund sind, gibt es einige Mutationen die mit Unfruchtbarkeit und Blutarmut verbunden sind oder bei denen homozygote Tiere noch im Mutterleib sterben.

Rind (Steel)

Die Farbe aus gemischten weißen und dunklen Haaren des Weißblauen Belgiers und des Shorthorn-Rindes wird durch eine Mutation des Steel-Locus hervorgerufen. Bei homozygoten Tieren führt die Mutation zu völlig weißem Fell und Unfruchtbarkeit eines Teils der Kühe (white heifer disease), da der Uterus nicht voll ausgebildet ist.

Weißblauer Belgier homozygot für die Mutation des Steel-Locus

Weißblauer Belgier heterozygot für die Mutation des Steel-Locus

Weißblauer Belgier ohne diese Mutation

Shorthorn-Rind

Siehe auch

Quellen

Endothelinrezeptor

  • Ling Hou, William J. Pavan, Myung K. Shin und Heinz Arnheiter: Cell-autonomous and cell non-autonomous signaling through endothelin receptor B during melanocyte development. In: Development 131, 3239-3247 Published by The Company of Biologists 2004 doi:10.1242/dev.01193
  • CHERYL E. GARIEPY, DANIEL T. CASS AND MASASHI YANAGISAWA: Medical Sciences Null mutation of endothelin receptor type B gene in spotting lethal rats causes aganglionic megacolon and white coat color. In: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol. 93, pp. 867–872, January 1996, http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/93/2/867?ck=nck
  • Metallinos DL, Bowling AT, Rine J: A missense mutation in the endothelin-B receptor gene is associated with Lethal White Foal Syndrome: an equine version of Hirschsprung disease. In: Mamm Genome. 1998 Jun;9(6):426-31. PMID: 9585428 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=9585428&query_hl=3&itool
  • Santschi EM, Vrotsos PD, Purdy AK, Mickelson JR: Incidence of the endothelin receptor B mutation that causes lethal white foal syndrome in white-patterned horses. In: Am J Vet Res. 2001 Jan;62(1):97-103. PMID: 11197568
  • G. C. Yang, D. Croaker, A. L. Zhang, P. Manglick, T. Cartmill and D. Cass: A dinucleotide mutation in the endothelin-B receptor gene is associated with lethal white foal syndrome (LWFS); a horse variant of Hirschsprung disease (HSCR). In: Oxford University Press, Human Molecular Genetics, 1998, Vol. 7, No. 6, S.1047–1052.
  • Jeanne Amiel, Tania Attié, Dominique Jan, Anna Pelet, Patrick Edery, Christelle Bidaud, Didier Lacombe, Paul Tam, Juliette Simeoni, Elisabeth Flori, Claire Nihoul-Fékété, Arnold Munnich and Stanislas Lyonnet: Heterozygous endothelin receptor B (EDNRB) mutations in isolated Hirschsprung disease. 1996 Oxford University Press 355–357, Human Molecular Genetics, 1996, Vol. 5, No. 3

c-Kit

  • NCBI - Kit kit oncogene (Mus musculus)
  • Olga Maksimovic: Untersuchungen zur Expression des c-kit-Rezeptors bei der Entstehung und Progression des malignen Melanoms. Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin, Universitätshautklinik Tübingen http://tobias-lib.ub.uni-tuebingen.de/volltexte/2006/2376/index.html
  • Edwin N. Geissler, Melanie A. Ryan and David E. Housman: The dominant-white spotting (W) locus of the mouse encodes the c-kit proto-oncogene. In: Cell. Volume 55, Issue 1 , 7 October 1988, Pages 185-192, doi:10.1016/0092-8674(88)90020-7
  • Fleischman RA: Human piebald trait resulting from a dominant negative mutant allele of the c-kit membrane receptor gene. In: J Clin Invest. 1992 Jun;89(6):1713-7. PMID: 1376329
  • Brooks SA, Bailey E: Exon skipping in the KIT gene causes a Sabino spotting pattern in horses. In: Mamm Genome. 2005 Nov;16(11):893-902. Epub 2005 Nov 11. PMID: 16284805
  • Hai-Bin Ruan, Nian Zhang and Xiang Gao: Identification of a Novel Point Mutation of Mouse Proto-Oncogene c-kit Through N-Ethyl-N-nitrosourea Mutagenesis. Genetics. 2005 Feb;169(2):819-31. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=15731517
  • M. Johansson Moller, R. Chaudhary, E. Hellmén, B. Höyheim, B. Chowdhary, L. Andersson: Pigs with the dominant white coat color phenotype carry a duplication of the KIT gene encoding the mast/stem cell growth factor receptor In: Mammalian Genome, Springer New York, ISSN 0938-8990 (Print) 1432-1777 (Online), Volume 7, Number 11 / November 1996, DOI 10.1007/s003359900244, S. 822-830
  • Giuffra E, Evans G, Tornsten A, Wales R, Day A, Looft H, Plastow G, Andersson L: The Belt mutation in pigs is an allele at the Dominant white (I/KIT) locus. In: Mamm Genome. 1999 Dec;10(12):1132-6. PMID: 10594235
  • Giuffra E, Tornsten A, Marklund S, Bongcam-Rudloff E, Chardon P, Kijas JM, Anderson SI, Archibald AL, Andersson L: A large duplication associated with dominant white color in pigs originated by homologous recombination between LINE elements flanking KIT. In: Mamm Genome. 2002 Oct;13(10):569-77. PMID: 12420135
  • MP Cooper, N Fretwell, SJ Bailey, and LA Lyons: White spotting in the domestic cat (Felis catus) maps near KIT on feline chromosome B1. Anim Genet. 2006 April; 37(2): 163–165. doi: 10.1111/j.1365-2052.2005.01389.x.
  • Marklund S, Moller M, Sandberg K, Andersson L: Close association between sequence polymorphism in the KIT gene and the roan coat color in horses. Mamm Genome. 1999 Mar;10(3):283-8. PMID: 10051325 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=10051325&query_hl=82&itool=pubmed_docsum
  • C. Mau, P. A. Poncet, B. Bucher, G. Stranzinger, S. Rieder: Genetic mapping of dominant white (W), a homozygous lethal condition in the horse (Equus caballus). In: Journal of Animal Breeding and Genetics 121 (6), Volume 121, Issue 6, S.374–383 http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1439-0388.2004.00481.x?journalCode=jbg
  • Reinsch N, Thomsen H, Xu N, Brink M, Looft C, Kalm E, Brockmann GA, Grupe S, Kuhn C, Schwerin M, Leyhe B, Hiendleder S, Erhardt G, Medjugorac I, Russ I, Forster M, Reents R, Averdunk G: A QTL for the degree of spotting in cattle shows synteny with the KIT locus on chromosome 6. In: J Hered. 1999 Nov-Dec;90(6):629-34. PMID: 10589513 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=10589513&query_hl=17&itool=pubmed_docsum
  • Grosz MD, MacNeil MD: The "spotted" locus maps to bovine chromosome 6 in a Hereford-Cross population. In: J Hered. 1999 Jan-Feb;90(1):233-6. MID: 9987932 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=9987932&query_hl=19&itool=pubmed_docsum
  • Sheila Schmutz: Genetics of Coat Color Patterns in Cattle. Whiteface. Stand: 17. Feb. 2004, http://homepage.usask.ca/~schmutz/CowPatterns.html
  • Magnol L, Chevallier MC, Nalesso V, Retif S, Fuchs H, Klempt M, Pereira P, Riottot M, Andrzejewski S, Doan BT, Panthier JJ, Puech A, Beloeil JC, de Angelis MH, Herault Y: KIT is required for hepatic function during mouse post-natal development. BMC Dev Biol. 2007 Jul 5;7:81. PMID: 17612398 http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=17612398
  • Penedo MC, Millon LV, Bernoco D, Bailey E, Binns M, Cholewinski G, Ellis N, Flynn J, Gralak B, Guthrie A, Hasegawa T, Lindgren G, Lyons LA, Roed KH, Swinburne JE, Tozaki T.: International Equine Gene Mapping Workshop Report: a comprehensive linkage map constructed with data from new markers and by merging four mapping resources. Cytogenet Genome Res. 2005;111(1):5-15. PMID: 16093715

Pax3

MITF

Sox10

Steel


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужен реферат?

Share the article and excerpts

Direct link
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”