Die wahren Superkräfte von Render können uns helfen, Depressionen und Krebs zu besiegen

von Allison George

Wie jedes kleine Kind weiß, haben Rentiere eine besondere Superkraft: Sie können fliegen. Oder zumindest können es Rudolph und seine acht Schlitten ziehenden Gefährten. Rentiere stiegen 1823 zum ersten Mal in die Lüfte, als Clement Clark Moore sein Buch veröffentlichte Es war die Nacht vor Weihnachten. Er soll sich von den Sami in Nordeuropa inspirieren lassen, deren Schamanen fliegende Rentiere beschworen, während sie sich in einer magischen, von Pilzen befallenen Trance befanden.

Leider ist das alles Quatsch – sogar der Teil über Sammys Charakter. Aber wer braucht Fantasie? Rentiere haben Superkräfte in der realen Welt. Tiere haben eine ganze Reihe erstaunlicher Innovationen entwickelt, die es ihnen ermöglichen, in der gefrorenen Arktis nicht nur zu überleben, sondern auch zu gedeihen. Ihre Augen wechseln ihre Farbe wie eine lebende Sonnenbrille, von golden im Sommer zu blau im Winter. Sie sehen die Welt in herrlichem ultraviolettem Licht. Sie können ihre innere Uhr an- und ausschalten, selbst bei wenig Sonnenlicht reichlich Vitamin D produzieren und in wenigen Monaten bis zu einen Meter lange Schoten wachsen lassen.

Darüber hinaus können wir möglicherweise einige dieser Fähigkeiten ausleihen. Mehr über Rudolph zu erfahren, könnte zu neuen Wegen zur Bekämpfung von Jetlag, Schlaflosigkeit und Krebs führen und uns sogar ermöglichen, neue Gliedmaßen wachsen zu lassen. Dank jüngster Arbeiten, die die genetischen Grundlagen der ungewöhnlichen Eigenschaften von Rentieren aufgedeckt haben, könnte ihre übermenschliche Stärke eines Tages unsere sein.

Fast 5 Millionen Rentiere durchstreifen den gefrorenen Norden, von Alaska bis Sibirien und Grönland. Die größte Gruppe mit etwa einer halben Million Tieren ist die Taimyr-Herde in der sibirischen Tundra. In Nordamerika auch als Karibu bekannt, ist der flechtenfressende Wiederkäuer die einzige Hirschart, die jemals von Menschen gezähmt wurde, und etwa die Hälfte davon ist domestiziert. Auf der norwegischen Insel Spitzbergen wiegen die Männchen der kleinsten Unterart nicht mehr als 90 Kilogramm. In den Wäldern Finnlands kann ein Elch 250 Kilogramm auf die Waage bringen.

Wo immer sie leben, sehen sich Rentiere Herausforderungen gegenüber, die viele andere Tiere töten würden, darunter extreme Kälte, begrenztes Futter im Winter und extrem lange Perioden mit Tageslicht und Dunkelheit. Im Juni dieses Jahres wurden einige der Gene, die es ihnen ermöglichen, diese Probleme zu überwinden, in den ersten Ergebnissen des Ruminant Genome Project enthüllt. Sie verglich die DNA von Rentieren mit der anderer wurzelfressender Tiere und identifizierte die zahlreichen Mutationen. „Wir waren überrascht, viele einzigartige genetische Varianten im Zusammenhang mit der Anpassung von Rentieren an die arktische Umgebung zu finden“, sagt Zhipeng Li von der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften.

„Viele der gleichen Gene sind beim Rentier an den gleichen Prozessen beteiligt wie beim Menschen“, sagt Rasmus Heller von der Universität Kopenhagen, Dänemark, der ebenfalls an dem Projekt beteiligt war. Nehmen Sie die biologische Uhr. Menschen und die meisten anderen Tiere haben zirkadiane Aktivitäts- und Inaktivitätsrhythmen, die mit Licht und Dunkelheit verbunden sind und von der biologischen Uhr gesteuert werden. Rentiere tun es auch, aber sie können dieses außer Kraft setzen. Bei 24 Stunden Tageslicht im arktischen Sommer fressen sie fast rund um die Uhr, um so viel Gewicht wie möglich zuzunehmen. In den dunklen Tiefen des Winters sinkt ihr Stoffwechsel und sie haben nur kurze Aktivitätsphasen, die sich nicht an ein 24-Stunden-Muster halten.

Sie teilen diese Fähigkeit, den circadianen Rhythmus zu durchbrechen, mit anderen arktischen Tieren, einschließlich dem Kaiserpinguin und einer Art Schneehuhn namens Alpenschneehuhn. „Wenn man ein arktisches Tier ist, begegnet man den seltsamen Lichtverhältnissen“, sagt Heller. “Dies ist eine Herausforderung für ein Tier, das nicht über den genetischen Hintergrund verfügt. Es wird alles durcheinander bringen, von Hormonsekretionen bis hin zur Physiologie.” Untersuchungen des Genoms von Wiederkäuern zeigen, was bei Rentieren passiert. Sie haben einzigartige Kopien von Genen, die circadiane Rhythmen antreiben. Das bedeutet insbesondere, dass ein Schlüsselprotein namens Per2 mutiert wurde, sodass kein anderes Protein, das für diesen normalen Zyklus wichtig ist, daran binden kann. „Ein wesentlicher Teil ihrer circadianen Uhr funktioniert nicht“, sagt Heller.

Ein Mittel gegen Jetlag?

Vielleicht könnte die Entdeckung dieser genetischen Varianten bei Rentieren genutzt werden, um Menschen dabei zu helfen, den Jetlag zu überwinden, der entsteht, wenn sie sich an den Hell-Dunkel-Zyklus in einer anderen Zeitzone anpassen müssen. Es wird auch angenommen, dass Störungen des zirkadianen Rhythmus eine Rolle bei Stimmungsstörungen wie Depressionen spielen.

Die biologischen Mechanismen, die zugrunde liegen, wie Rentiere ihren zirkadianen Rhythmus umgehen, könnten ebenfalls einen Einblick in Schlaflosigkeit geben. „Es gibt spezifische genetische Varianten, die mit Schlaflosigkeit in Verbindung gebracht werden, und wir können sie mit Rentiergenen vergleichen, um zu verstehen, wie der circadiane Rhythmus der Menschen beeinflusst wird“, sagt Lee.

Eine weitere beeindruckende Fähigkeit ist die Art und Weise, wie sowohl männlichen als auch weiblichen Rentieren jedes Jahr ein neues Geweih wächst. Das Hirschgeweih ist neben der Plazenta das einzige Säugetierorgan, das vollständig regeneriert werden kann. Rentierkopfbedeckungen können bis zu 10 Kilogramm Knochen und Blutgefäße enthalten und bis zu 2,5 Zentimeter pro Tag wachsen. Wie erreichen sie das?

Eine Anfang dieses Jahres veröffentlichte Forschungsarbeit liefert eine Antwort. „Die Gene, die in Zellen, die zu Hörnern werden sollen, angeschaltet werden, werden auch in Krebszellen angeschaltet“, sagt Yunzi Peter Yang, Gewebeingenieur an der Stanford University in Kalifornien. „Geweberegeneration und Krebswachstum sind zwei Seiten derselben Medaille.“ Rentiere erkranken jedoch fünfmal seltener an Krebs als andere Säugetiere, da sie hocheffiziente Tumorunterdrückungsmechanismen entwickelt haben, die gefährliche Krebswege kontrollieren. Diese außergewöhnliche Fähigkeit macht sie von großem Interesse für Forscher, die nach neuen Wegen suchen, um Krebs beim Menschen zu verhindern oder zu behandeln.

Der Anbau von Schoten benötigt auch viel Kalzium, was eine weitere Herausforderung darstellt. Um Kalzium aus der Nahrung im Darm aufzunehmen, benötigen Säugetiere Vitamin D, das durch die Einwirkung von Sonnenlicht auf der Haut gebildet wird. „Für Rentiere ist es besonders wichtig, ihre Kalziumaufnahme und Vitamin-D-Produktion zu erhöhen, aber das ist eine Herausforderung in einer Umgebung, in der es die Hälfte des Jahres im Wesentlichen kein Sonnenlicht gibt“, sagt Heller. Das Ruminant Genome Project fand heraus, dass die Rentierlösung ein verbessertes Vitamin-D-Produktionssystem ist, das viel effizienter ist als unser Vitamin D.

Das Verständnis, wie Rentiergeweihe wachsen, kann helfen, Gewebe beim Menschen zu regenerieren. „Können wir die gleichen Mechanismen für Knochenerkrankungen wie Osteoporose oder Knochenkrebs ausleihen?“ Sagt Yang. “Es gibt viel Potenzial.”

Einiges davon wurde bereits realisiert: Die Art und Weise, wie die Hörner am Schädel befestigt sind, hat das Design einer neuartigen knochenfixierten Prothese für Menschen mit verlorenen Gliedmaßen inspiriert.

Fliegende und rote Nasen sind ziemlich beeindruckend, aber es stellt sich heraus, dass die Kräfte echter Rentiere genauso aufregend sind – und am wichtigsten, sie sind nicht nur für Weihnachten.