Transgene Affen: Nur ein halber Durchbruch

In der heutigen Ausgabe von Nature hat ein japanisches Forscherteam grün fluoreszierende Weißbüschelaffen vorgestellt, die diese Eigenschaft auch an ihren Nachwuchs weitergeben können. Das ganze ist ein bemerkenswertes Ergebnis von einiger Tragweite, allerdings darf man dabei nicht übersehen, dass die grüne Affen momentan noch das einzige sind, was das eingesetzte Verfahren leisten kann. Gezielte genetische Manipulation wie wir sie von der Maus kennen, und viele Kommentatoren reflexhaft am Menschen befürchten, ist bislang nicht möglich.

Dass die Forscher ausgerechnet ein grün leuchtendes Protein in die Affen eingebaut haben, hat übrigens ganz praktische Gründe. Das GFP ist ein hervorragender Marker, weil er schön klein und in Dutzenden Varianten erhältlich ist und einfach unter der Schwarzlichtlampe gesehen werden kann. Transgene Tiere tragen nämlich keinen Stempel und sehen erst einmal genauso aus wie gewöhnliche Tiere. Und häufig genug wird das fremde Genmaterial nicht eingebaut oder bleibt im Genom inaktiv.

Bei einem bestimmten Tier festzustellen, ob die fragliche Erbgutsequenz auch tatsächlich eingebaut wurde, ist keine ganz triviale Übung. Man braucht spezielle Primer (die Geld kosten), muss eine PCR durchführen (die Zeit kostet) und weiß dann immer noch nicht, ob das eingebaute Gen auch aktiv ist. Das müsste man über einen Immunoblot nachweisen. Erst wenn das geklärt ist, kann der transgene Embryo in ein Muttertier eingebracht werden. Mit einem fluoreszierenden Protein ist das alles viel einfacher: Wenn die Probe grün leuchtet, hat es funktioniert. Wegen dieses sehr einfachen Verfahrens haben sich das GFP und seine verschiedenen veränderten Varianten als Markergene weithin etabliert.

Die einfache Handhabung bedeutet aber auch, dass das Verfahren in der gegenwärtigen Form für fast alle praktischen Zwecke unbrauchbar ist. Die GFP-Variante funktioniert praktisch immer, sobald das fremdgen irgendwie irgendwo eingebaut wird. Bei echten forschungsrelevanten Genen ist das anders.

Viraler Vektor gegen homologe Rekombination
Transgene Mäuse stellt man dementsprechend auch mit einem völlig anderen Verfahren her. Grundlage ist die homologe Rekombination, ein natürlicher Reparaturprozess innerhalb der Zelle. Bei dieser hochentwickelten Methode können die Forscher sehr genau kontrollieren, wo das gewünschte Gen eingebaut wird. Sie sind auch nicht auf Viren angewiesen, sondern transportieren einen geeigneten DNA-Doppelstrang mit Hilfe von elektrischen Strom in embryonale Stammzellen.

Einige Abschnitte dieses Stranges sind mit Teilen des Maus-Erbgutes identisch – an diesen Stellen wird das veränderte Gen mit Hilfe zelleigener Enzyme eingeflochten. Das Genkonstrukt enthält zwei zusätzliche spezifische Genabschnitte, ein Antibiotika-Resistenzgen, mit dem man erfolgreich veränderte Zellen selektieren kann, und ein weiteres Erbgutstück, dass nur drin bleibt, wenn das Konstrukt an der falschen Stelle eingebaut wurde.

Mit diesem Instrument erzeugt man die berühmten Knock-Out-Mäuse, dank denen die moderne medizinische Forschung erst möglich ist. Verglichen damit ist das Verfahren der japanischen Forscher nachgerade primitiv.

Sie haben ein künstliches Lentivirus benutzt, um das GFP-Gen in die Weißbüschelaffen einzubringen. Verteilt in einer Zuckerlösung wird die auf HIV basierende Genfähre dazu in den zellfreien Raum einer Eizelle nach der zweiten Reifeteilung gespritzt, in der Hoffnung, dass alle Zellen das fremde Erbgut aufnehmen. Das Virus selbst kann sich nicht vermehren, weil ihm die Gene für die Virusproteine fehlen. Es transportiert lediglich das genetische Material – in diesem Fall RNA – in die Zelle und verschwindet dann aus der Gleichung.

Allerdings hat man bei diesem Verfahren praktisch keine Kontrolle darüber, wo im Erbgut das neue Gen eingebaut wird und wann die Zellen es produzieren. Außerdem kann das Virus nur Erbgut begrenzter Länge transportieren. All dass reicht gerade eben aus, um Affen mit leuchtender Haut zu produzieren. Für anspruchsvolle Forschung ist das bei weitem nicht genug. Zumal die zufälligen Insertionen wichtige Gene zerstören und theoretisch Krebsgene oder schlafende Viren im Genom aktivieren können.

Es bleiben also noch mehr als genug Baustellen. In absehbarer Zeit wird es jedenfalls keine transgenen Affenlinien in der medizinischen Forschung geben.

Sasaki, E., Suemizu, H., Shimada, A., Hanazawa, K., Oiwa, R., Kamioka, M., Tomioka, I., Sotomaru, Y., Hirakawa, R., Eto, T., Shiozawa, S., Maeda, T., Ito, M., Ito, R., Kito, C., Yagihashi, C., Kawai, K., Miyoshi, H., Tanioka, Y., Tamaoki, N., Habu, S., Okano, H., & Nomura, T. (2009). Generation of transgenic non-human primates with germline transmission Nature, 459 (7246), 523-527 DOI: 10.1038/nature08090

Ich bin gelernter Chemielaborant und habe ab 1999 in diesem Beruf gearbeitet. Anschliessend habe ich an der Uni Hamburg Chemie studiert. Seit dem Abschluss Ende 2006 veröffentliche ich Beiträge in meinem Fischblog und verkaufe Artikel an andere Publikationen. Seit 2008 wohne ich im Raum Heidelberg und bin bei Spektrum der Wissenschaft für das Blogportal Scilogs verantwortlich. Daneben arbeite ich als freier Journalist und Redakteur unter anderem für die digitalen Angebote von Spektrum, veröffentliche auf verschiedenen Social-Media-Plattformen und experimentiere mit Mobile Reporting. Zu meiner Webseite

1 Kommentar Schreibe einen Kommentar

Schreibe einen Kommentar