News: Klonbremse
Schafen und Mäusen werden inzwischen reihenweise genetisch identische Brüder und Schwestern geklont; bei der Großfamilie des Menschen, den Primaten, stößt diese Technik noch an die Grenzen des Machbaren. Offenbar treiben Probleme mit einer winzigen Maschine der Zelle die künstlichen Embryonen in den Tod.
© Science (Ausschnitt)
Ohne Teilen geht gar nichts: Eine befruchtete Eizelle muss sich teilen, teilen, teilen – sonst wird sie niemals zu einem neuen Lebewesen. Die bei dieser Teilung entstehenden Tochterzellen begeben sich innerhalb des Zellverbandes auf Wanderschaft, differenzieren sich aus und bilden schließlich die verschiedenen Organe mit ihren spezifischen Aufgaben. Damit dieser hochkomplizierte Prozess reibungslos funktioniert, brauchen die Zellen vor allem Eines: einen vollständigen Satz an Chromosomen, auf denen die gesamte Erbinformation zur Steuerung sämtlicher Vorgänge in der Zelle liegt.
Deswegen werden die Chromosomen im Zellkern bei jeder Zellteilung erst zu identischen Paaren verdoppelt und dann schwesterlich auf die Tochterzellen verteilt. Dazu bildet sich an den zwei Polen der Zelle eine als Spindelapparat bezeichnete Verteilungsmaschine: Von den Polen her sendet sie feine Fäden zu den Chromosomenpaaren, diese Filamente greifen sich dort jeweils ein Chromosom des Paares und ziehen sich mit ihrer Beute zurück an den Pol. So erhält jede Tochterzelle nach der Spaltung der Mutterzelle identisches genetisches Material.
Doch wehe, es wird ungerecht geteilt! Ein Chromosom zu viel oder zu wenig in der Zelle hat verheerende Folgen: schwere Krankheiten oder – das ist der häufigere Fall – den Tod des Embryos. Solche Verteilungsfehler verhindern offensichtlich auch den Erfolg beim Klonen von Primaten, den nächsten Verwandten des Menschen, wie amerikanische Forscher nun feststellten.
Die Arbeitsgruppe um Calvin Simerly vom Pittsburgh Development Center entfernte aus 274 Eizellen von Rhesusaffen die Erbsubstanz und ersetzte sie durch die Zellkerne mit dem genetischen Material aus verschiedenen Körperzellen oder aus embryonalen Stammzellen dieser Tiere. 33 dieser geklonten Eizellen pflanzten sie in die Gebärmutter von Rhesusäffchen ein – doch keine einzige entwickelte sich weiter. Der Blick ins Innere der befruchteten Eizelle enthüllte den Grund dafür: Bei der Verteilung des Erbmaterials herrschte das absolute Chaos.
Dem Spindelapparat fehlte das Protein NuMA (Nuclear-Mitotic Apparatus), das für seinen Aufbau notwendig ist – deswegen konnte er sich nicht richtig organisieren. Auch ein für die Trennung der Chromosomen wichtiges Eiweiß war nicht vorhanden, sodass die Träger der Erbinformation ungleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt wurden.
Diese Desorganisation lässt sich aber nicht allein dadurch begründen, dass die Zelle beim Kerntransfer manipuliert wurde. Denn übertrugen die Forscher Zellkerne in Eizellen, die ihr eigenes Erbmaterial entweder behalten oder entnommen und wieder zurück erhalten hatten, entstanden daraus Zellen mit vierfachem Chromosomensatz. Deren Spindelapparat bildete sich ganz normal aus und auch die Chromosomen ordneten sich wie üblich an.
Offenbar müssen beim Klonen von Primaten strengere molekularen Mechanismen befolgt werden als bei anderen Säugetieren wie Schafen und Mäusen, die bereits erfolgreich geklont werden.
Deswegen werden die Chromosomen im Zellkern bei jeder Zellteilung erst zu identischen Paaren verdoppelt und dann schwesterlich auf die Tochterzellen verteilt. Dazu bildet sich an den zwei Polen der Zelle eine als Spindelapparat bezeichnete Verteilungsmaschine: Von den Polen her sendet sie feine Fäden zu den Chromosomenpaaren, diese Filamente greifen sich dort jeweils ein Chromosom des Paares und ziehen sich mit ihrer Beute zurück an den Pol. So erhält jede Tochterzelle nach der Spaltung der Mutterzelle identisches genetisches Material.
Doch wehe, es wird ungerecht geteilt! Ein Chromosom zu viel oder zu wenig in der Zelle hat verheerende Folgen: schwere Krankheiten oder – das ist der häufigere Fall – den Tod des Embryos. Solche Verteilungsfehler verhindern offensichtlich auch den Erfolg beim Klonen von Primaten, den nächsten Verwandten des Menschen, wie amerikanische Forscher nun feststellten.
Die Arbeitsgruppe um Calvin Simerly vom Pittsburgh Development Center entfernte aus 274 Eizellen von Rhesusaffen die Erbsubstanz und ersetzte sie durch die Zellkerne mit dem genetischen Material aus verschiedenen Körperzellen oder aus embryonalen Stammzellen dieser Tiere. 33 dieser geklonten Eizellen pflanzten sie in die Gebärmutter von Rhesusäffchen ein – doch keine einzige entwickelte sich weiter. Der Blick ins Innere der befruchteten Eizelle enthüllte den Grund dafür: Bei der Verteilung des Erbmaterials herrschte das absolute Chaos.
Dem Spindelapparat fehlte das Protein NuMA (Nuclear-Mitotic Apparatus), das für seinen Aufbau notwendig ist – deswegen konnte er sich nicht richtig organisieren. Auch ein für die Trennung der Chromosomen wichtiges Eiweiß war nicht vorhanden, sodass die Träger der Erbinformation ungleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt wurden.
Diese Desorganisation lässt sich aber nicht allein dadurch begründen, dass die Zelle beim Kerntransfer manipuliert wurde. Denn übertrugen die Forscher Zellkerne in Eizellen, die ihr eigenes Erbmaterial entweder behalten oder entnommen und wieder zurück erhalten hatten, entstanden daraus Zellen mit vierfachem Chromosomensatz. Deren Spindelapparat bildete sich ganz normal aus und auch die Chromosomen ordneten sich wie üblich an.
Offenbar müssen beim Klonen von Primaten strengere molekularen Mechanismen befolgt werden als bei anderen Säugetieren wie Schafen und Mäusen, die bereits erfolgreich geklont werden.
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