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Freitag, 24. April 2015

Genetiker modifizieren erstmals Erbgut menschlicher Embryonen


Achtzelliger Embryo. | Copyright: gemeinfrei

Guangzhou (China) - Chinesische Wissenschaftler haben mit einem Fachartikel frühere Gerüchte bestätigt, wonach sie erstmals die DANN menschlicher Embryonen gezielt modifiziert haben. Während die Publikation weltweit für Kritik sorgt, vermuten Experten, dass weitere Experimente über diesen ersten Schritt bereits hinaus sind.

Wie das Team um Junjiu Huang von der Sun Yat-sen Universität aktuell im Fachjournal "Protein & Cell" (DOI: 10.1007/s13238-015-0153-5) berichten, haben sie die Manipulation des Erbguts der Embryonen mit der sogenannte CRISPR-Methode durchgeführt, mit der vergleichsweise einfach, aber zugleich auch sehr genaue Modifikationen des Erbguts möglich sind.


Die chinesischen Wissenschaftler selbst erklären zugleich aber, dass sie ihre Experimente nun an normalen Embryonen, sondern an sogenannt polysperm befruchteten Eizellen durchgeführt haben. Hierbei handelt es sic um Eizellen, die von zwei statt von einem Spermium befruchtet wurden und weniger Tage nach der Befruchtung in der Regel absterben und sich nicht weiter entwickeln.


Ziel der Experimente sei eine medizinische Anwendung der Technologie, darunter beispielsweise das Verhindern von Erbkrankheiten. Von 86 Eizellen konnten demnach vier erfolgreich modifiziert werden. Die restlichen Eizellen überlebten entweder den Eingriff nicht oder konnten nicht erfolgreich modifiziert werden. Damit liege der Effizienzrate noch deutlich unter der für eine praktikable Genmodifikation beim Mensch notwendige Anforderung.


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Zugleich stellten die Forscher fest, dass nicht nur die eigentlich anvisierten Gene verändert wurden. Derartige "off-target"-Modifikationen könnten zu schwerwiegenden Krankheiten und Mutationen führen. Trotz zukünftige Anstrengungen diese ungewollten Veränderungen auszuschließen, werde dies wohl nie vollständig möglich sein. Aus diesem Grund wird es wohl immer notwendig bleiben, selbst erfolgreich modifizierte und überlebensfähige Embryonen auf derartige "off-target"-effekte zu untersuchen, bevor diese einer Frau eingepflanzt werden. Technologien für eine solche Selektion stehen heute schon zur Verfügung und werden schon bei einigen In-vitro-Fertilisationen, also künstlichen Befruchtungen, zum Ausschluss krankhafter Mutationen im Rahmen der sogenannten Preimplantationsdiagnostik angewandt.

Darüberhinaus stießen Huang und Kollegen aber auch noch auf andere, deutlich schwerwiegendere Probleme: Die Embryonen waren eine Vermischung aus modifizierten und unmodifizierten Zellen – sogenannte genetische Mosaike, weswegen die Ergebnisse der Preimplantationsdiagnostik leicht verfälscht sein oder fehlinterpretiert werden können.


Die Ergebnisse der chinesischen Genetiker sind damit also alles andere als ermutigend, wenn es um die Hoffnung geht, durch die Modifikation von Embryonen beispielsweise Erbkrankheiten korrigieren zu können.


Die Kritik jedoch schlägt weltweit hohe Wellen: "Der leichte Zugang und die einfache Handhabe von CRISPR gibt Forschern die Möglichkeit, überall auf der Welt jeden Versuch zu machen, den sie wollen", gibt der Geschäftsführer der Biotech-Firma Sangamo BioSciences, Edward Lanphier, auf der Webseite des Fachjournals "Nature" zu bedenken. Schon im vergangenen März hatte Lanphier die Experimente vorhergesagt und fordert nun, die Versuche anzuhalten. Eine Fachdiskussion der Frage, in welche Richtung sich die Forschung bewegt sei unumgänglich. Tatsächlich arbeiten derzeit Gerüchten zufolge schon vier weitere chinesische Forschergruppen an der Genmanipulation menschlicher Embryonen.


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Vollständige Genom-Kartierung des Wollhaarmammuts ebnet Weg zu dessen Wiederbelebung


Mammut, Zeichnung von 1885. | Copyright: Paul Jamin, gemeinfrei

Hamilton (Kanada) - Ein internationales Genetikerteam hat die nahezu vollständigen Genome zweier sibirischer Wollhaarmammuts kartiert und zeichnet damit das bislang vollständigste genetische Bild der ausgestorbenen Eiszeitriesen. Aus dem Ergebnis lassen sich neue Rückschlüsse auf die Evolutionsgeschichte der Mammuts und die Umstände schließen, die schlussendlich zu ihrem Aussterben geführt haben. Zugleich ebnet die Kartierung den Weg zur Wiedererweckung der Tiere.

"Durch diese Arbeit wird die Wiederbelebung der Art zu einer wirklich realen Möglichkeit, die wir nun theoretisch schon binnen weniger Jahrzehnte realisieren können", erläutert Hendrik Poinar, der Direktor des Ancient DNA Centre an der McMaster University. "Mit einem vollständigen Genom und dieser Art von Daten können wir nun damit beginnen zu verstehen, was ein Mammut zu einem Mammut macht, wenn wir es mit einem Elefanten vergleichen."


Während viele Wissenschaftler lange Zeit davon ausgingen, dass die Mammuts Opfer des damaligen Klimawandels und der Bejagung durch den Menschen wurden, legen die nun vorliegenden neuen Daten eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren nahe, die sich über einen längeren Zeitraum in der evolutionären Geschichte der Dickhäuter auswirkten.


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Bei den beiden Quellen der nun erstellten Genome handelt es sich um zwei Mammuts, die jeweils 40.000 Jahre getrennt voneinander lebten: Während ein Exemplar vor rund 45.000 im nordöstlichen Sibirien lebte, gehörte das zweite zu einer der letzten überlebenden Mammut-Populationen, die noch bis vor 4.300 Jahren auf der Wrangel-Insel im Arktischen Ozean lebten.

Bei letzterem fanden die Forscher eine nur noch niedrige genetische Vielfalt und damit ein deutliches Anzeichen für Inzucht, die wahrscheinlich auf die kleine Anzahl der auf Wrangel überlebten Exemplare während der letzten 5.000 Jahre der Existenz der Art zurückgeht.


Schon vor 250.000 bis 300.000 Jahren erfuhren die Mammuts einen signifikanten Rückgang, den die Tiere aber überstanden. Nicht so jedoch ihren Rückgang zum Ende der letzten Eiszeit.


"Aus unseren Daten geht hervor, dass während die Ägypter die Pyramiden bauten, es immer noch lebende Mammuts auf den arktischen Inseln gab", so Poinar. Die Ergebnisse haben die Genetiker aktuell im Fachjournal "Current Biology" (DOI: 10.1016/j.cub.2015.04.007) veröffentlicht.



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