Erfolgreicher Sprung einer schlafenden Schönheit

News: Erfolgreicher Sprung einer schlafenden Schönheit

"Springende Gene" werden die kleinen DNA-Abschnitte genannt, die ihre Position scheinbar beliebig verändern, von einer Stelle zu nächsten in Genom hüpfen und dabei ein paar Gene mitnehmen können. Bei Bakterien haben Forscher diese Transposons als Vehikel für fremde Gene bereits zunutze machen können, doch bei Säugetieren funktionierte dieser Gentransport bisher noch nicht. Jetzt gelang bei Mäusen der Einbau eines Fremdgens mit Hilfe eines bestimmten Transposons.

Andreas Jahn

Es klingt ganz einfach: Man nehme ein funktionierendes Gen, baue es in die richtige Stelle im Erbgut ein, ersetze damit eine fehlerhafte Sequenz, und fertig ist die Gentherapie. Doch auch hier steckt der Teufel im Detail. Die Probleme beginnen schon mit der Wahl des richtigen Transportmittels für die Gene, die ja schließlich irgendwie an den Ort des Geschehens gebracht werden müssen.

Bewährt haben sich hierfür Viren, welche die Eigenschaft haben, fremde Gene aufzunehmen und diese an anderen Stellen – beispielsweise in einem Bakterienchromosom – wieder einzubauen. Doch was bei Bakterien funktioniert, erweist sich bei Säugetieren – einschließlich des Menschen – als schwierig und risikoreich. So überlebte Jesse Gelsinger den Versuch einer Gentherapie nicht, weil er vermutlich die als Genfähren verwendeten Adenoviren nicht vertrug.

Wissenschaftler fahnden daher nach anderen Transportmöglichkeiten für ihre Gene, wobei die Bakteriengenetik weiterhelfen könnte. Denn hier kennt man seit langem kleine DNA-Abschnitte, die ein eher unstetes Leben führen: Diese Transposons verlassen ihren Stammplatz im Bakteriengenom, springen zu einer anderen Stelle und bauen sich selbst dort wieder ein. Im einfachsten Fall besteht der DNA-Abschnitt aus einem einzigen Gen, das für das Enzym Transposase codiert, welches wiederum die Bewegung des Gens katalysiert. Mitunter kann das Transposon jedoch auch weitere Gene enthalten, die dann beim Sprung mitgenommen werden. Damit eigen sich Transposons auch als Genfähren.

Dass diese "springenden Gene" nicht nur auf Bakterien beschränkt sind, wissen Genetiker schon lange. Doch erst 1997 gelang es der Arbeitsgruppe von Zoltan Ivics vom Berliner Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin, ein funktionierendes Transposon bei Fischen zu aktivieren. Die Wissenschaftler gaben diesem Transposon den schönen Namen Sleeping Beauty.

Und diese "Schlafende Schönheit" machten sich auch die Forscher um Adam Dupuy von der University of Minnesota zunutze: Sie verknüpften das Transposon mit einem Gen für gelbe Fellfarbe und versuchten es, in befruchtete Eizellen von Mäusen einzuschleusen.

In der Tat entstanden aus 20 dieser manipulierten Eizellen sechs Mäuse mit gelber Pigmentierung in ihrem Fell. Offensichtlich war Sleeping Beauty in das Mäusegenom gesprungen und hatte dabei das Pigmentgen mitgenommen.

Damit erweist sich Sleeping Beauty als geeignetes Transportmittel für Wirbeltiergene, ist Arbeitsgruppenleiter David Largaespada überzeugt. So ließen sich die Gene für bestimmte Substanzen – beispielsweise Medikamente – mit dem Transposon in das Genom von Haustieren einbauen, die dann diese Stoffe in großen Mengen und in reiner Form produzieren könnten.