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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Genkontrolle per Farbtest |
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| | | Wie kann man die Wirkung bestimmter Gene für bestimmte Körperfunktionen erforschen und darstellen? Amerikanische Wissenschaftlerinnen haben nun "haarsträubende" Antworten gefunden: Sie manipulierten Mäuse derart, dass sich die Farbe ihres Fells mit der Aufnahme von verschiedenem Wasser änderte. |
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Überprüfung der Gen-Funktionalität |
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Die Gentechnologie versucht nicht nur zu entschlüsseln, welche Gene für welche Körpervorgänge verantwortlich sind. Sie will auch wissen, was passiert, wenn bestimmte Gene nicht mehr funktionieren.
Bei Mäusen ist der so genannte "Gen-Knock-Out" eine beliebte Methode. Dabei werden gezielt Gene "ausgeschaltet". In der Praxis bedeutete dies allerdings oft, dass Maus-Embryos sterben, noch bevor sie sich entwickeln können. Andere Methoden, um Gene absichtlich zu aktivieren oder deaktivieren, sind nicht minder problematisch.
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Knock-out-Mäuse
Bei Knock-out-Mäusen werden bestimmte Gene gezielt ausgeschaltet, deren Erbinformationen sind damit wirkungslos. Zieht das Ausschalten der Gene einen Funktionsverlust nach sich, können die Forscher daraus schließen, welche Aufgabe dieser Erbgutabschnitt ursprünglich hatte. Außer für die Grundlagenforschung werden die Mäuse als Tiermodelle für Erkrankungen eingesetzt, mit deren Hilfe dann neue Therapieansätze entwickelt werden können. |
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 Mehr über Knock-out-Mäuse |
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Von Bakterien bekannt, bei Mäusen angewandt |
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Die Neurogenetikerin Heidi Scrable und ihr Team der University of Virginia in Charlottesville haben nun deshalb ein System bei Labormäusen angewandt, das aus der Genetik der Bakterien bereits lange bekannt war.
Das System besteht aus einem "lac-Repressor" genannten Protein, das sich mit DNA-Sequenzen ("lac-Operon") verbinden kann. Sobald der lac-Repressor sich an die DNA bindet, sind die Gene an dieser Stelle abgeschaltet.
Wenn der lac-Repressor sich jedoch mit Lactose - dem gewöhnlichen Milchzucker - verknüpft, bricht die Verbindung ab und die DNA kann wieder aktiviert werden. Das heißt, dass an dieser Stelle Gene wieder in Proteine übersetzt werden können.
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Künstliches DNA-Molekül |
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Die Forscher experimentierten mit mehreren Varianten des lac-Repressor-Gens, ehe sie jenes fanden, das bei Mäusen Wirkung zeigte. Und dass es funktioniert, hat das Team nun in der neuesten Ausgabe von "Genes and Development" beschrieben - mit farbenfrohen Resultaten.
Sie stellten das künstliche DNA-Molekül eines lac-Operons her und verbanden es mit einem Tyrosinase-Gen, das zur Produktion des Hautpigments Melanin beiträgt. Dieses Molekül wurde Mäusen eingepflanzt, die zwar über ein lac-Repressor-Gen verfügten, denen aber ihr Gen für die Tyrosinase fehlte.
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Tyrosin, Tyrosinase und Melanin
Tyrosin ist eine aromatische Aminosäure, die sich in fast allen Eiweißkörpern findet, besonders im Käse. Es ist die Ausgangssubstanz für die Bildung von Melanin, jenem roten bis schwarzen Farbstoff, der bei Menschen und Tieren vorkommt und die schwarze oder braune Färbung von Haut und Haaren bewirkt. Das Enzym, das diese Bildung ermöglicht, ist die Tyrosinase. |
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Die Verfärbung der Mäuse |
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Der lac-Repressor unterdrückte die Bildung des Tyrosinase-Enzyms aus dem künstlich eingepflanzten Tyrosinase-Gen, was dazu führte, dass sich die Mäuse weiß verfärbten und die Eigenschaften von Albinos annahmen.
Sobald die Mäuse jedoch Lactose-hältiges Wasser tranken, löste sich der lac-Repressor von der DNA und das Tyrosinase-Gen wurde wieder eingeschaltet: Die Mäuse verfärbten sich wieder braun, zurück in ihre ursprüngliche Farbe. Wenn die Mäuse normales Wasser tranken, schaltete sich das Gen wieder ab und die Nager erblassten erneut.
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Auch auf andere Gene übertragbar? |
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"Das ist ein Durchbruch", beurteilt Bruce Conklin, Mausgenetiker von der University of California, San Francisco, die Forschungsergebnisse. Dennoch müsse man jetzt erst sehen, inwiefern sich die neue Technik auch auf andere Gene übertragen lässt, so Conklin gegenüber ScienceNOW.
(red)
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01.01.2010 |
