Im Rahmen einer feierlichen Preisverleihung im April 2026 im Alten Rathaus Esslingen ehrte die Dr. Holger Müller Stiftung Dr. Marco Bertin und Sarah Frank für ihren wegweisenden Nachweis eines bislang unbekannten Mechanismus, der genetische Defekte während der Gehirnentwicklung teilweise ausgleichen kann.
Im Mittelpunkt der Arbeit steht das X-Chromosom. Frauen besitzen zwei X-Chromosomen, Männer dagegen nur eines. Bisher ging man davon aus, dass eines der beiden X-Chromosomen bei Frauen bereits sehr früh in der Embryonalentwicklung weitgehend abgeschaltet wird. Die nun in Nature Communications veröffentlichten Untersuchungen zeigen jedoch, dass diese Annahme nicht immer zutrifft.
Mithilfe von aus menschlichen Stammzellen gezüchteten Hirnorganoiden – kleinen dreidimensionalen Modellen des sich entwickelnden Gehirns – konnten die Forschenden nachweisen, dass bestimmte Gene des eigentlich inaktiven zweiten X-Chromosoms während der Entwicklung von Nervenzellen vorübergehend wieder aktiviert werden. Dadurch steht den Zellen gewissermaßen eine zusätzliche gesunde Genkopie zur Verfügung.
Besonders deutlich zeigte sich dieser Effekt am Beispiel des seltenen Opitz-BBB/G-Syndroms, einer X-chromosomal vererbten Erkrankung, die unter anderem mit Fehlbildungen des Gehirns und Entwicklungsstörungen einhergehen kann. Während männliche Hirnorganoide mit einer krankheitsverursachenden Mutation deutliche Störungen der Nervenzellentwicklung aufwiesen, waren die Veränderungen in weiblichen Modellen deutlich schwächer ausgeprägt. Die gesunde Genkopie auf dem zweiten X-Chromosom konnte die Auswirkungen der Mutation teilweise ausgleichen.
Eine Art genetische Reserve während der Gehirnentwicklung
Die Studie liefert damit erstmals einen direkten experimentellen Nachweis dafür, dass das zweite X-Chromosom während der Gehirnentwicklung als eine Art genetische Reserve dienen kann. Dieser Mechanismus könnte erklären, warum zahlreiche neurologische Entwicklungsstörungen bei Jungen häufiger auftreten oder schwerer verlaufen als bei Mädchen.
Langfristig eröffnen diese Erkenntnisse neue Perspektiven für die Behandlung seltener genetischer Erkrankungen. Künftig könnte es möglicherweise gelingen, gezielt die Aktivität gesunder Gene auf dem normalerweise stillgelegten X-Chromosom zu erhöhen und so krankheitsverursachende Mutationen auszugleichen.
Für diese Arbeit erhielten Dr. Marco Bertin (Universitätsmedizin Mainz) und Sarah Frank (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg) den mit 5.000 Euro dotierten Dr. Holger Müller Preis. Die Stiftung würdigt damit herausragende wissenschaftliche Leistungen auf dem Gebiet seltener Erkrankungen und fördert insbesondere junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.
Prof. Dr. Frank Kaiser (Essener Zentrum für Seltene Erkrankungen an der Universitätsmedizin Essen) und Stifterin Gabriele Maurer-Müller übergeben die Auszeichnung an Dr. Sarah Frank und Marco Bertin
Titel der Originalpublikation
Bertin M., Frank S. et al.
„Dynamic allele usage of X-linked genes ameliorates neurodevelopmental disease phenotypes in brain organoids“
Nature Communications 17, 599 (2026).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-68428-x
Pressemeldung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Zweites X-Chromosom mildert neurologische Erkrankungen bei Frauen