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Was Ötzis Magenbakterien über europäische Migration verraten

08.01.2016

Kieler Forschungsteam an Nachweis von Krankheitserreger in Gletschermumie beteiligt

Der „Iceman“ Ötzi war mit dem Magengeschwüre auslösenden Bakterium Helicobacter pylori infiziert und die Besiedlungsgeschichte Europas ist komplexer als bislang angenommen. Zu diesen nur scheinbar unzusammenhängenden Erkenntnissen gelangte jüngst ein internationales Forschungsteam um Dr. Albert Zink und Dr. Frank Maixner von der Europäischen Akademie (EURAC) in Bozen. Erheblichen Anteil an den neuen Erkenntnissen hatten Juniorprofessor Ben Krause-Kyora und Professorin Almut Nebel vom Institut für Klinische Molekularbiologie (IKMB) der Universität Kiel. Im Labor für alte DNA (aDNA) isolierten sie das 5300 Jahre alte Helicobacter pylori-Genom aus dem Mageninhalt der Gletschermumie und reicherten es unter Verwendung neuester Verfahren an. Die gewonnenen DNA-Sequenzen wurden anschließend auf Hochleistungsgeräten des IKMB entschlüsselt. Wissenschaftler aus Wien, Jena und Südafrika nahmen die weiteren Analysen vor. Die Ergebnisse des Forschungsteams sind kürzlich in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht worden. Das Labor für alte DNA wurde von der Graduiertenschule Human Development in Landscapes mit Unterstützung der Medizinischen Fakultät errichtet. Die Weiterentwicklung des Labors auf höchstem und modernstem Niveau der aDNA-Analyse ist in Planung.

„Wir freuen uns um so mehr über dieses Ergebnis, da es unerwartet kam“, ordnet Ben Krause-Kyora das Resultat der Untersuchungen ein. „Obwohl die Magenschleimhaut, in der man bei Patienten heutzutage das Bakterium nachweist, bei Ötzi nicht erhalten ist, gelang es uns mittels neuester Anreicherungs- und Sequenzierungs-Verfahren, im Genmaterial des gesamten Mageninhaltes einzelne Helicobacter-Sequenzen zu identifizieren und daraus das komplette Genom des Bakteriums zu rekonstruieren.“ In Deutschland sind heute etwa 33 Millionen Menschen mit Helicobacter pylori infiziert, von denen etwa jeder Zehnte im Lauf des Lebens Gastritis, Geschwüre oder ähnliche Symptome entwickelt. „Es ist durchaus denkbar, dass auch Ötzi unter einer solchen Erkrankung litt, die Voraussetzungen waren jedenfalls gegeben“, fasst Almut Nebel eines der Forschungsergebnisse zusammen. Belegen lasse sich eine Erkrankung indes wegen der fehlenden Magenschleimhaut nicht.

Doch der Bakterienfund ermöglicht Erkenntnisse, die weit über Ötzis Krankengeschichte hinausgehen. „Der Mensch trägt seit mehreren zehntausend Jahren Helicobacter pylori-Keime in sich, die regionale Unterschiede aufweisen und meist von Mutter zu Kind weitergegeben werden“, erklärt Almut Nebel. Heutige Europäerinnen und Europäer tragen einen Helicobacter-Stamm in sich, der sich nach bisherigen Erkenntnissen vor über 10.000 Jahren im Nahen Osten durch Vermischen eines afrikanischen mit einem asiatischen Bakterienstamm bildete. „Bislang vermutete man, dass sich dieser Helicobacter-Stamm lange vor Ötzis Tod im Zuge jungsteinzeitlicher Wanderungsbewegungen in Europa ausbreitete“, erläutert Nebel. „Wir nahmen daher an, dass auch Ötzi diesen Bakterienstamm in sich trüge.“ Doch als der Populationsgenetiker Thomas Rattei von der Universität Wien gemeinsam mit Kollegen aus den USA, Südafrika und Deutschland das in Kiel identifizierte Helicobacter-Genom analysierte, war das überraschende Resultat ein Bakterienstamm, den man heutzutage vor allem in Zentral- und Südasien findet. Almut Nebel und Ben Krause-Kyora sind sich in der Interpretation des Ergebnisses einig: „Die Besiedlung Europas verlief komplexer als bisher angenommen, da es offenbar nicht die jungsteinzeitlichen Ackerbauern aus der Region des ‚Fruchtbaren Halbmondes‘ waren, die den europäischen Helicobacter-Stamm mitbrachten. Dieser bildete sich demzufolge wesentlich später als bisher vermutet und muss auf anderem Wege hierher gelangt sein.“

Almut Nebel und Ben Krause-Kyora sind Mitglieder der Graduiertenschule Human Development in Landscapes (GSHDL) und des Exzellenzclusters Entzündungsforschung, der die Analyse von Ötzis Mageninhalt in Kiel finanziell unterstüzte. Die GSHDL wurde 2007 im Rahmen der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern ins Leben gerufen. Geistes- und Naturwissenschaftler widmen sich in interdisziplinären Projekten der Erforschung des komplexen Zusammenhanges zwischen Gesellschaft, Kultur und Umwelt. Exemplarisch werden besonders prähistorische Gesellschaften untersucht. Hierzu wurde unter anderem mit Unterstützung der Medizinischen Fakultät das Labor für alte DNA eingerichtet. Bisher haben rund 45 Promovierende der Kieler Graduiertenschule ihre Dissertation erfolgreich abgeschlossen; weitere 60 promovieren derzeit. An der GSHDL beteiligen sich 18 CAU-Institute aus sechs Fakultäten, das Archäologische Landesmuseum Schloss Gottorf sowie das IPN. Die nachhaltige Entwicklung der Graduiertenschule Human Development in Landscapes wird durch die Johanna-Mestorf-Akademie ermöglicht, eine zentrale Institution der CAU, die interdisziplinäre Forschung und Lehre in den Bereichen Gesellschafts- und Umweltwandel und Landschaftsarchäologie bündelt.
 
Original-Publikation: Frank Maixner, Ben Krause-Kyora, Dmitrij Turaev, Alexander Herbig, Michael R. Hoopmann, Janice L. Hallows, Ulrike Kusebauch, Eduard Egarter Vigl, Peter Malfertheiner, Francis Megraud, Niall O´Sullivan, Giovanna Cipollini, Valentina Coia, Marco Samadelli, Lars Engstrand, Bodo Linz, Robert L. Moritz, Rudolf Grimm, Johannes Krause, Almut Nebel, Yoshan Moodley, Thomas Rattei, Albert Zink (2016): The 5,300-year-old Helicobacter pylori genome of the Iceman. Science

Link zum Abstract der Original-Veröffentlichung in Science: www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aad2545

Foto oben: Raissa Nickel/CAU
Foto rechts: Südtiroler Archäologiemuseum/Eurac/Samadelli/Staschitz