Hintergrund
Genetische Uhrmacher

Der diesjährige Nobelpreis für Medizin ehrt eine Methode, mit der sich beliebige Erbanlagen bei Versuchsmäusen verändern oder ganz ausschalten lassen („Knock-Out- Mäuse“). Das lässt sich mit dem Entfernen eines Zahnrades aus einem Uhrwerk vergleichen.

dpa STOCKHOLM/HAMBURG. Der diesjährige Nobelpreis für Medizin ehrt eine Methode, mit der sich beliebige Erbanlagen bei Versuchsmäusen verändern oder ganz ausschalten lassen („Knock-Out- Mäuse“). Das lässt sich mit dem Entfernen eines Zahnrades aus einem Uhrwerk vergleichen.

Ist ein besonders wichtiges Teil betroffen, kommt die ganze Uhr zum Stillstand. Bei einem anderen fällt vielleicht nur der Sekundenzeiger aus, während der Ausfall eines dritten Rades das Gerät ungenau laufen lässt. Wer das Uhrwerk nicht kennt, lernt mit diesem Verfahren, welches Zahnrad welche Funktion übernimmt.

Ähnlich verhält es sich mit den vielen tausend unbekannten Genen der Maus. Wird die Erbanlage zur Steuerung des Zahnwuchses „k.o. geschlagen“ („ausgeknockt“), fehlen die Zähne. Andere Knock-Out-Mäuse haben verkürzte Beine. In diesem Fall muss das ausgeschaltete Gen also eine Wirkung auf den Beinwuchs haben.

Mario Capecchi und Oliver Smithies fanden heraus, dass sich im Prinzip beliebige Gene ausschalten lassen. Dazu wird eine defekte Version des stumm zu schaltenden Gens in eine Zelle gegeben. In einigen Fällen ersetzen natürliche Mechanismen der Zelle daraufhin das intakte, natürliche Gen durch die künstlich eingeführte, defekte Version („homologe Rekombination“). Solche Zellen werden nach einem Test isoliert.

Erst mit den von Martin Evans geschaffenen embryonalen Stammzellen der Maus ließen sich aber die gewünschten Lebewesen schaffen. Die mit homologer Rekombination veränderten Stammzellen werden in einen erst wenige Zellen großen, sehr frühen Embryo gespritzt und tragen im Laufe der Entwicklung zum erwachsenen Organismus bei - auch zur Bildung der Geschlechtsorgane. Eizellen und Spermien der geschlechtsreifen Mäuse tragen in günstigen Fällen das ausgeschaltete Gen. Einige Nachkommen dieser Mäuseeltern besitzen daraufhin keine intakte Version des Gens und die Folgen werden sofort sichtbar. 1989 erschienen die ersten wissenschaftlichen Bericht über so veränderte Mäuse.

Inzwischen sind die Methoden viel feiner geworden. So lassen sich auch stärkere und schwächere Versionen von Genen in die Tiere schleusen. Zudem können Gene zum gewünschten Zeitpunkt deaktiviert werden, auch in bestimmten Zellen und Geweben. Das ist sowohl im Embryo als auch im erwachsenen Tier möglich.

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