Fluoreszierende Ferkel im Dienst der Wissenschaft
Grüne Schweine - aber nicht aus dem Weltall, sondern den Labors der molekularen Tierzucht der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München - wurden jetzt in Oberschleißheim gesichtet. Fluoreszierende Ferkel im Dienst der Wissenschaft - Ein Erfolg für Transplantationsmedizin und Tierzucht.
Professor Alexander Pfeifer vom
Department für Pharmazie und Professor Eckhard Wolf vom Genzentrum der LMU gelang mit den fluoreszierenden Ferkeln die effiziente Einbringung fremder
Erbsubstanz in das Erbgut höherer Säugetiere (EMBO reports, Bd.4, Nr.11,
2003).
Die beiden Wissenschaftler und ihr Team nutzten als Vehikel für die fremde
Erbsubstanz ein Virus, das in Säugerzellen eindringen kann. Als fremde
Erbsubstanz wählten sie ein Gen, das für ein grün leuchtendes Protein (GFP)
codiert - ein optimaler Marker im Gewebe. Bei der Mehrzahl der geborenen
Ferkel lag das aktive GFP-Gen in allen Geweben vor und wurde sogar an die
Nachkommen weitergegeben.
Das ist ein Schritt weiter auf dem Weg zur
gezielten Einbringung von Genen und damit verbundenen, erwünschten
Eigenschaften in Farmtiere sowie der Verwendung tierischer Organe zur
Transplantation beim Menschen. "Durch gezielte Übertragung von Erbmaterial
könnten die Gewebe passend für den jeweiligen menschlichen Empfänger sowie
insgesamt immunverträglicher gemacht werden", so Wolf.
Artfremde Gene, also Abschnitte der Erbsubstanz DNA, konnten bislang nur
wenig effizient in die Zellen höherer Säuger eingeschleust werden. Meist
wird das Erbmaterial mittels Injektion in Embryonen eingebracht, was aber
sehr aufwändig ist und nur eine geringe Erfolgsquote hat. Viren als Vehikel
für die fremden Gene gelten als viel versprechendste Alternative. Sie
verfügen über die Fähigkeit, in fremde Zellen einzudringen und bauen dort
ihr eigenes Erbmaterial - ebenso wie die fremden Gene - in die DNA des
infizierten Organismus ein.
Diese Methode scheiterte bislang aber oft daran,
dass das virale Erbmaterial von den Zellen stillgelegt wird und nicht mehr
aktiviert werden kann. Am Zentrum für Pharmaforschung ist es der
Arbeitsgruppe um Alexander Pfeifer gelungen, mittels modernster viraler
Technologie dieses Problem zu umgehen.
Sie benutzen ein Lentivirus, mit dem sie die Schweine-Embryonen sehr früh
infizieren, nämlich im Einzellstadium. Insgesamt wurden 46 Ferkel geboren.
In 32 Tieren und damit 70 Prozent konnte das GFP-Gen nachgewiesen werden. In
30 Schweinen, also 94 Prozent dieser Gruppe, war das Gen auch aktiv.
Tatsächlich leuchteten nicht nur alle Gewebe und auch die Keimzellen grün,
sondern das Gen wurde sogar an die Nachkommen der Ferkel weitergegeben.
In einem weiteren Experiment testeten die Wissenschaftler, ob es möglich
ist, Fremd-DNA nur in bestimmten Geweben des Schweins zu aktivieren. Dazu
schleusten sie wieder das GFP-Gen in die Embryonen ein, setzten davor aber
ein Stück menschliche DNA, das sonst für die Aktivierung eines Gens in
bestimmten Hautzellen zuständig ist.
Tatsächlich wurde das GFP-Gen wiederum
in allen Geweben der Ferkel nachgewiesen, war aber nur in Hautzellen aktiv.
"Der große Erfolg all dieser Versuche, vor allem bei den Schweinen, kommt
auch für uns überraschend", so Pfeifer. "Wir hoffen jetzt, dass die Methode
auch bei einigen anderen Tierarten eingesetzt werden kann. Entsprechende
Vorversuche bei Rinderembryonen etwa verliefen sehr viel versprechend."
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