Der Tübinger Humangenetiker Carsten Pusch gilt als einer der führenden Experten in der Analyse antiker menschlicher DNA. Zusammen mit einem großen Team an Kooperationspartnern in verschiedenen Ländern hat er in den letzten Jahren unter anderem die Familienverhältnisse ägyptischer Pharaonen und die Herkunft des Eismannes „Ötzi“ bestimmt. Luise Loges sprach mit ihm über Möglichkeiten und Grenzen der Paläogenetik.

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Dr. Carsten Pusch mit seinen Kolleginnen Prof. Somaia Ismail, Dr. Rabab Khairat und Dr. Amal Ahmed im Ancient-DNA-Labor in Kairo. Foto: Carsten Pusch

Herr Pusch, welchen Beitrag leisten Ihre Ergebnisse für die historische Forschung?

Zu wissen, woher man kommt, oder warum und wann sich Krankheiten manifestiert haben, ist für unsere Kultur wichtig. Im Falle von Krankheiten lernen wir beispielsweise, wie Wirt und Pathogen in der Vergangenheit interagierten.

Können Sie dazu ein Beispiel nennen, gerade was Infektionserkrankungen angeht?

Die Syphilis ist in diesem Zusammenhang ein sehr interessantes Beispiel. Die Frage ist hier: Wie kam sie überhaupt zum Menschen und wo trat sie das erste Mal auf? Es gibt die Hypothese, dass sie zur Zeit von Christoph Columbus auftaucht. Unklar ist weiterhin, ob sie sich in der Alten oder der Neuen Welt erstmals manifestierte.

Haben Sie das schon untersucht oder ist das ein Projekt für die Zukunft?

Das Projekt läuft schon länger. Über genaue Datierungen und durch molekulargenetische Befunde können wir feststellen, wann und wo Syphilis-positive bzw. -negative Befunde vorliegen. Dies ermöglicht uns eine Einordnung in den historischen Kontext.

Forschen Sie dabei rein „naturwissenschaftlich“ oder benutzen Sie auch historische Daten?

So spannend die Geschichte drum herum ist, so „nüchtern“ ist die Arbeit bei uns im Labor. Wir arbeiten dabei mit blind kodierten Proben. Jedes Ergebnis wird neutral gewertet und steht für sich allein, da es ein anonymes Resultat darstellt. Erst in der Phase der Interpretation von Daten werden weitere Experten hinzugezogen. Wir erstellen dann gemeinsam mögliche Szenarien, die schließlich mit Wahrscheinlichkeiten belegt werden.

Welches Ihrer Projekte der letzten Jahre fanden Sie am spannendsten? Haben Sie einen „Lieblingspatienten“?

Da muss ich Sie wahrscheinlich enttäuschen. Es gibt keinen sogenannten „Lieblingspatienten“. Mich begeistert vielmehr, wie stark Wissenschaft sein kann, wenn mehrere Disziplinen ineinander greifen und zusammen einen Mehrwert schaffen. Jede Disziplin hat ein ganzes Universum an Wissen und Methoden parat, aber eben trotzdem Grenzen. Wenn man es schafft, Schnittmengen zu bilden, ist das oft der erste Schritt, Probleme zu lösen und Fragestellungen effektiv zu klären.

Eine Ihrer bekanntesten Arbeiten der letzten Jahre ist das multidisziplinäre „King Tutankhamun Family Project“, bei dem Sie verschiedene Krankheiten in der Familie des jung verstorbenen Pharaos nachwiesen. Warum hatte Tutanchamun einen Klumpfuß?

Der Mann war aufgrund dieser morphologischen Anomalie schlichtweg gehbehindert. Er lief auf dem Außenrist, da der gesamte linke Fuß nach innen eingedreht war. Klumpfüße kommen in der späten 18. Dynastie sehr häufig vor, sodass man spekulieren kann, ob es sich dabei um ein Phänomen handelt, das durch inzestuöse Beziehungen begünstigt wird. Es ist mittlerweile bekannt,dass ansonsten seltene Erkrankungen oder auch Skelettanomalien in Familien mit Verwandtenehen gehäuft auftreten können. Das ist auch deswegen interessant, weil sich schon viele Altertumswissenschaftler damit auseinander gesetzt haben, warum die 18. Dynastie mit Tutanchamun endet.

Carsten Pusch

Interdisziplinarität ist seine Stärke: Für sein Diplom an der Fakultät für Biologie der Universität Tübingen kombinierte er die Fächer Humangenetik, Medizinische Mikrobiologie, Parasitologie und Paläontologie.

Schon in seiner Promotionsarbeit im Jahre 1998 befasste er sich mit alter DNA.

Seit 2002 leitet er ein internationales Team von Studenten und Wissenschaftlern aus verschiedenen Disziplinen.

Neben seinen Lehrverpflichtungen am Institut für Anthropologie und Humangenetik ist er als Berater und Gutachter tätig: für Stiftungen, Drittmittelgeber und Fachjournale, TV-Produktionen und Ausstellungen.

Carsten Pusch habilitierte sich im Juli 2007 in den Fächern Genetik und Humanbiologie. Momentan ist er Sprecher eines multidisziplinären Graduiertenförderungsprogramms in Tübingen, das sich mit der Häufigkeit und Verbreitung von Tuberkulose im alten Ägypten beschäftigt. Darüber hinaus forscht er an einer Reihe von erblichen Erkrankungen und hat einen weiteren Schwerpunkt im Bereich der Infektionsbiologie.

Auch nach Ihren Forschungen intensiv diskutiert wird die Identität der Mumie „KV 55“ aus dem Tal der Könige. In Ihrer Publikation wird angedeutet, der Mann sei der berühmte Pharao Echnaton. Viele Ägyptologen halten das aufgrund historischer Überlegungen für unwahrscheinlich. Ist es möglich, dass Sie sich irren?

Diese Frage müssen Sie einem Ägyptologen stellen. Ich kann Ihnen guten Gewissens sagen, dass wir als Molekularbiologen niemals Namen vergeben. Wir können nur feststellen, wo eine Probe im Stammbaum hingehört. Welcher Name zu dieser Probe gehört, müssen dann Historiker miteinander diskutieren. Entscheidend ist, dass Anatomen, Pathologen, Radiologen und Ägyptologen im Rahmen des „King Tutankhamun Family Projects“ die Person aus KV55 neu bewertet haben. Dies zeigte, dass die damals etablierten Sichtweisen überholt sind.

Wie extrahiert man überhaupt verwertbares DNA-Material aus jahrhundertealten Skeletten oder Mumien? Seit wann ist es möglich, so alte DNA zu analysieren?

Grundsätzlich kann man viele Methoden aus der Humangenetik oder aus der Medizinischen Genetik auch auf altes Material anwenden. Häufig sind auch die Fragestellungen ähnlich gelagert. Da sich unsere Abteilung „Molekulare Genetik“ in räumlicher Nähe zur Osteologischen Sammlung der Universität Tübingen befand, ergaben sich schnell methodische Schnittmengen. So konnte unsere Arbeitsgruppe mit diversen Materialien Erfahrungen sammeln: von neolithischen Proben bis hin zu mittelalterlichem Material; auch Mumien, Haare, Haut, Zähne, Knochen standen zur Verfügung.

Sie und Ihr Team haben das Genom der Eismumie „Ötzi“ sequenziert. Wie sequenziert man das Genom einer Mumie?

Das neue Verfahren zur Gesamtgenom-Sequenzierung von menschlichen Genomen existiert seit circa 2005. Wenn man moderne DNA mit einem Puzzlespiel vergleicht, das ein vollständiges Bild ergibt, ist alte DNA eines, bei dem man nicht weiß, ob und wie viele der Puzzlestücke fehlen. Aber schon unser erster Testlauf mit einer Knochenprobe aus dem Beckenkamm des Ötztaler Eismannes hat einen kompletten und kontaminationsfreien Datensatz ergeben.

Woran kann man die Herkunft von Ötzi erkennen?

Für evolutionsbiologische Betrachtungen und das Aufdecken von Migrationsbewegungen wird häufig die mitochondriale DNA eines Individuums überprüft. Die mitochondriale DNA kommt circa 1000 bis 2000 Mal häufiger in der Zelle vor als das Kern-Genom. Was im lebenden Menschen häufiger vorkommt, ist erwartungsgemäß auch im Toten, nach Degradationsprozessen etcetera, leichter zu gewinnen.

Durch die Verbesserungen in der Analytik haben wir bei Ötzi die Möglichkeit gehabt, außer der mitochondrialen DNA auch das Kern-Genom eines 5400 Jahre alten Menschen rekonstruieren und interpretieren zu können. Ein Vergleich seines Genoms mit der DNA von heute lebenden Menschen ergab, dass Ähnlichkeiten zu den Bewohnern der Tyrrhenischen Inseln bestehen.

Das heißt also, Ötzi war Sarde oder Korse?

Das haben viele Leute gedacht, als sie von diesem Ergebnis gehört haben. Aber das wäre ein Trugschluss, denn wir haben ja „Äpfel mit Birnen“ verglichen, soll heißen: moderne DNA mit alter DNA. Die richtige Lesart ist: Ötzi und die heute auf Sardinien und Korsika lebenden Populationen haben gemeinsame Vorfahren. Diese gemeinsamen Vorfahren lebten nach heutigen Erkenntnissen im Nahen Osten, genauer gesagt, dem Schwarzmeerbereich.

Sie und Ihr Team haben unter anderem auch nachgewiesen, dass Ötzi Borreliose hatte. Wie ist Ihnen das gelungen?

Außer der menschlichen DNA vom Eismann haben wir mit Hilfe der neuen Laborverfahren auch mikrobielle DNA charakterisieren können. Aufgrund der tiefen Temperaturen im Gletscher war der Anteil an mikrobieller DNA sehr gering, nämlich weniger als 1 Prozent. 0,16 Prozent von diesem einen Prozent verwiesen auf Borrelia burgdorferi, den Erreger der Lyme-Borreliose.

Damit haben wir den bis dato ältesten Nachweis dieser Erkrankung auf 5400 Jahre vor heute datiert.

0,16 Prozent von 1 Prozent erscheinen auf den ersten Blick wenig. Wenn man sich aber vor Augen hält, wie schwierig die Diagnose von Borreliose für einen Arzt heute noch ist, versteht man, welcher methodische Fortschritt in die moderne Molekulargenetik Einzug gehalten hat.

Letzte Frage: Welche Projekte würden Sie in der Zukunft interessieren?

Wir arbeiten gerade an diversen Parasitosen und Infektionserkrankungen des Menschen. Interessant ist hierbei der Vergleich von ähnlichen Erregergruppen, die aber aus verschiedenen Habitaten stammen. Ebenso interessiert uns die spezifische Interaktion von Wirt und Pathogen im direkten Vergleich „gestern versus heute“. Der Einfluss des Klimas auf die Erhaltung einer Art und die Pathogenität eines Erregerstammes werden dabei die großen Themen der Zukunft sein.

 

Headerbild: Tutanchamun mit seiner Frau und Schwester Anchesenamun, abgebildet auf einer Rückenlehne. CC-BY-SA volkersworld

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