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Gentechnik: Zitteraal schleust fremdes Erbgut in andere Fische ein

Mit Stromstößen befördern die Tiere Erbgut in fremde Zellen. Fachleute spekulieren, dass sie so auch in der Natur »Gentechnik« betreiben – dafür gibt es aber noch keine Belege.
Nahaufnahme eines rotbraunen Aals.
Mit seinen Elektroorganen kann der Zitteraal Stromstöße von mehreren hundert Volt erzeugen.

Zitteraale können mit Hilfe ihres Elektroorgans das Erbgut anderer Tiere verändern. Das berichtet ein Team um Atsuo Iida von der Universität Nagoya in Japan in der Fachzeitschrift »Zoological Science«. Der Mechanismus entspreche dem der Elektroporation. Das Verfahren wird auch in der Gentechnik eingesetzt, um Zellen künstlich zu verändern. Die Arbeitsgruppe vermutet, dass die Aale auch in ihrem natürlichen Umfeld dazu beitragen könnten, Erbgut zwischen Arten zu übertragen. Das ist allerdings bisher noch reine Spekulation.

Mit ihren drei elektrischen Organen, die paarweise entlang des Körpers angeordnet sind, können Zitteraale der Gattung Electrophorus Stromstöße hoher und niedriger Spannung produzieren. Während sie die schwachen Pulse nutzen, um sich in ihrer Umgebung zu orientieren, geben sie die starken Stromstöße ab, wenn sie sich verteidigen oder um ihre Beute zu betäuben. Letzteres Verhalten nutzte das Team um Iida für seine Experimente.

Die Fachleute lösten einen ringförmigen Erbgutstrang mit einem Gen für ein unter UV-Licht leuchtendes Protein in einem kleinen Behälter mit Wasser und gaben zuvor betäubte Larven des Zebrabärblings hinzu. Dieses Gefäß senkten sie in einen Tank, in dem sie einen ebenfalls betäubten Goldfisch an einen Zitteraal verfütterten. Beim Zubeißen gab der Aal Stromstöße von bis zu 250 Volt ab. Anschließend fanden die Fachleute bei rund fünf Prozent der Larven Zellen, in denen das leuchtende Protein auftauchte.

Das Experiment basiert auf der Technik der Elektroporation, bei der man Zellmembranen mit Hilfe eines elektrischen Felds für kurze Zeit durchlässig macht. Dadurch lassen sich große Moleküle wie zum Beispiel fremde Erbgutstränge in Zellen hineinbringen, die normalerweise die Membran nicht durchdringen. Die Elektroporation ist ein Standardverfahren in der Gentechnik. Auch die Stromstöße von Zitteraalen sollten theoretisch diesen Effekt haben. Allerdings setzt man die Elektroporation normalerweise bei Zellkulturen ein – dass die Technik bei komplexen Tieren wie Zebrabärblingslarven ebenfalls funktionieren würde, war vorab nicht klar.

Die Ergebnisse der Studie sind jedoch noch nicht eindeutig und lassen Fragen offen. So trat auch in Kontrollversuchen ohne Fremd-DNA in einzelnen Versuchen mehr Fluoreszenz auf. Ob das an versehentlicher Verunreinigung oder einem anderen Effekt lag, ist unklar – was genau dort mit den Larven passiert, müssen weitere Versuche zeigen. Ungewiss ist zudem, ob sich die Ergebnisse von diesem einen Zitteraal tatsächlich auf die natürliche Umwelt übertragen lassen und falls ja, welche Bedeutung der Effekt dort hätte. Bisher nämlich gibt es keine Hinweise darauf, dass in den Zitteraal-Experimenten auch Geschlechtszellen betroffen waren – und nur dann hat eine Gen-Übertragung Bedeutung über das einzelne Individuum hinaus.

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