News: Schneller Verlust
Wie wäre es schön, den Malaria-Erregern durch genetische Veränderungen der sirrenden Transportvehikel den Übertragungsweg zu verbauen. Was unter Laborbedingungen bereits funktioniert, klappt nicht in freier Wildbahn. Hier verschwindet die zusätzliche Genfracht schneller als gedacht.
© Bild (Ausschnitt)
Vor zwei Jahren schwirrte die Nachricht von einer gentechnisch veränderten Anopheles-Mücke durch die Medien und schürte die Hoffnungen auf eine mögliche Eindämmung der Tropenkrankheit Malaria. Wissenschaftler vom Imperial College London hatten erfolgreich ein zwanzigjähriges Verfahren von der Taufliege auf die Stechmücke übertragen.
Das Team um Flaminia Catteruccia hatte fremde Erbinformation ins Mückenchromosom geschmuggelt. Hierzu weichten sie die harte Eihülle der Mückeneier zuerst auf, injizierten dann kleine DNA-Ringe und beobachteten den selbständigen Einbau der Gensequenzen an eine beliebige Stelle des Erbmaterials mittels Markergenen, deren Produkte leuchtend von Erfolg kündeten.
Durch Inzucht gelang es den Forschern, das genetisch veränderte Erbgut einer Anopheles-Art über mehrere Generationen hinweg stabil zu halten. Doch wie sich jetzt herausstellte, ist die Stabilität ein sehr fragiler Zustand: Die zusätzliche Genfracht hält sich in freier Wildbahn wesentlich kürzer im Mückengenom als unter der Extremsituation im Züchtungslabor.
Um das Schicksal der eingefügten Gene verfolgen zu können, arbeitete das Team diesmal nur mit zwei farblich deutlich sichtbaren Markergenen ohne die "Malaria-Widerstandsgene". Die Mücken der Art Anopheles stephensi enthielten hierzu in ihrem Chromosom entweder einen unter ultraviolettem Licht grün oder rot fluoreszierenden Farbstoff. Ins Erbgut gelangt waren die Gene mit dem oben erwähnten Verfahren.
Nun galt es zu sehen, über welchen Zeitraum die genetisch veränderten Stechmücken ihre Genfracht behalten würden, und das ohne sie innerhalb ihres Genom zu bewegen. Treffen im Labor – also unter Inzuchtbedingungen – nur genetisch veränderte Stechmücken aufeinander, hält sich die unterbrochene Gensequenz dauerhaft. Doch wie würde der Wettbewerb ausgehen, wenn die manipulierten Tiere auf normale, also Wildtyp-Vertreter stoßen?
Catteruccia und ihre Kollegen veranschlagten für die Gene eine Überlebensdauer von 30 Generationen – doch als sie die im Labor gehegten und gepflegten Insekten mit Artgenossen aus der freien Wildbahn zusammenbrachten, erlebten sie eine derbe Enttäuschung: Innerhalb von 8 bis 16 Generationen waren die Gene verschwunden – also viel schneller, als eigentlich erwartet.
Auf der Suche nach den Gründen entlarvten die Wissenschaftler die zusätzlichen Gene selbst als Missetäter. Denn beim Einbau hatten sie sich mitten in eine Gensequenz integriert. Zwar ist das entsprechende Genprodukt, dessen Bauanleitung damit zerschnitten wurde und das daher fehlerhaft oder gar nicht mehr hergestellt wird, für Anopheles nicht lebensnotwendig. Trotzdem scheint seine Unterbrechung noch unbekannte Nachteile mit sich zu bringen. Und eine solche Mücke wird im Laufe der Generationen letzendlich ausselektiert.
Für die Bekämpfung von Malaria ist dies ein herber Rückschlag. Denn bevor die Tiere die eingebauten "Widerstandsgene" beim Paaren mit wilden Mücken nicht dauerhaft behalten, nützt ihre Freisetzung der Bevölkerung der besonders betroffenen Bevölkerung Afrikas und Indiens nur wenig.
Das Team um Flaminia Catteruccia hatte fremde Erbinformation ins Mückenchromosom geschmuggelt. Hierzu weichten sie die harte Eihülle der Mückeneier zuerst auf, injizierten dann kleine DNA-Ringe und beobachteten den selbständigen Einbau der Gensequenzen an eine beliebige Stelle des Erbmaterials mittels Markergenen, deren Produkte leuchtend von Erfolg kündeten.
Durch Inzucht gelang es den Forschern, das genetisch veränderte Erbgut einer Anopheles-Art über mehrere Generationen hinweg stabil zu halten. Doch wie sich jetzt herausstellte, ist die Stabilität ein sehr fragiler Zustand: Die zusätzliche Genfracht hält sich in freier Wildbahn wesentlich kürzer im Mückengenom als unter der Extremsituation im Züchtungslabor.
Um das Schicksal der eingefügten Gene verfolgen zu können, arbeitete das Team diesmal nur mit zwei farblich deutlich sichtbaren Markergenen ohne die "Malaria-Widerstandsgene". Die Mücken der Art Anopheles stephensi enthielten hierzu in ihrem Chromosom entweder einen unter ultraviolettem Licht grün oder rot fluoreszierenden Farbstoff. Ins Erbgut gelangt waren die Gene mit dem oben erwähnten Verfahren.
Nun galt es zu sehen, über welchen Zeitraum die genetisch veränderten Stechmücken ihre Genfracht behalten würden, und das ohne sie innerhalb ihres Genom zu bewegen. Treffen im Labor – also unter Inzuchtbedingungen – nur genetisch veränderte Stechmücken aufeinander, hält sich die unterbrochene Gensequenz dauerhaft. Doch wie würde der Wettbewerb ausgehen, wenn die manipulierten Tiere auf normale, also Wildtyp-Vertreter stoßen?
Catteruccia und ihre Kollegen veranschlagten für die Gene eine Überlebensdauer von 30 Generationen – doch als sie die im Labor gehegten und gepflegten Insekten mit Artgenossen aus der freien Wildbahn zusammenbrachten, erlebten sie eine derbe Enttäuschung: Innerhalb von 8 bis 16 Generationen waren die Gene verschwunden – also viel schneller, als eigentlich erwartet.
Auf der Suche nach den Gründen entlarvten die Wissenschaftler die zusätzlichen Gene selbst als Missetäter. Denn beim Einbau hatten sie sich mitten in eine Gensequenz integriert. Zwar ist das entsprechende Genprodukt, dessen Bauanleitung damit zerschnitten wurde und das daher fehlerhaft oder gar nicht mehr hergestellt wird, für Anopheles nicht lebensnotwendig. Trotzdem scheint seine Unterbrechung noch unbekannte Nachteile mit sich zu bringen. Und eine solche Mücke wird im Laufe der Generationen letzendlich ausselektiert.
Für die Bekämpfung von Malaria ist dies ein herber Rückschlag. Denn bevor die Tiere die eingebauten "Widerstandsgene" beim Paaren mit wilden Mücken nicht dauerhaft behalten, nützt ihre Freisetzung der Bevölkerung der besonders betroffenen Bevölkerung Afrikas und Indiens nur wenig.
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