Die Liste der Tiere, die Forscher bereits mit einer Crispr-Genschere bearbeitet haben, ist lang: Dazu gehören Mäuse, Affen, Fruchtfliegen und Zebrafische. Bisher sind die Ergebnisse für die Grundlagenforschung besonders interessant.
Mit Crispr verfügen Wissenschaftler erstmals über ein Tool, mit dem sie einzelne Gene im Körper frei, schnell und mit hoher Genauigkeit deaktivieren oder modifizieren können. Auf diese Weise kann herausgefunden werden, welche Rolle einzelne Segmente des Genoms bei der Entwicklung von Krankheiten, der Schmerzwahrnehmung oder der Entwicklung des Gehirns spielen.
Diese Manipulation hat mit Tintenfisch noch nicht funktioniert. Forscher, die mit Karen Crawford vom Eugene Bell Center an der Universität von beforeikagos zusammenarbeiten, berichten, dass sie besonders interessant für die Erforschung des Nervensystems und damit auch für Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson sind.
Nadelprobleme
Kopffüßer, zu denen auch Tintenfische gehören, haben das größte Gehirn aller Wirbellosen und gelten als hochintelligent. Der nordamerikanische Tintenfisch, mit dem Crawford ebenfalls experimentiert, hat in den 1950er Jahren mögliche Nervenimpulse untersucht. Dafür erhielt er 1963 den Nobelpreis für Medizin.
Relativ neue und sehr genaue Crispr-Genscheren wurden bei Mollusken noch nicht verwendet. Um Gene in allen Zellen des Körpers eines Individuums ein- oder auszuschalten, müssen Wissenschaftler das tierische Gen im embryonalen Stadium ändern und die Genschere in einen einzelligen Embryo bringen. Tintenfischembryonen sind jedoch von einer kühnen Schale umgeben.
Die feinen Nadeln, mit denen Profis normalerweise in solchen Experimenten arbeiten, werden immer unterbrochen. So entwickelte Crawford eine feine Schere, mit der sie zuerst ein kleines Loch in die Embryonenschale schnitt, durch das sie dann eine speziell angefertigte Quarznadel führte, mit der sie Crispr in die Zelle bringen konnte.
Integrieren Sie Leuchtstoffe in das Genom
Das erste Ziel des Teams war es, ein Gen auszuschalten, dessen Funktion sie bereits kannte. Auf diese Weise können Sie überprüfen, ob die Schere funktioniert. Die Sequenz ausgewählter Gene, TDO genannt, steuert die Augenfarbe und bestimmte Pigmente in der Tintenfischhaut.
Wenn der Crispr das TDO-Gen so veränderte, dass die Tintenfischzellen die darin enthaltenen Informationen nicht mehr lesen konnten, erschienen farblose Tiere und die typischen rötlichen Flecken waren verschwunden. Die Methode war in mehr als 90 Prozent erfolgreich, schreiben Forscher in einer Studie bis Ende Juli Fachmagazin „Aktuelle Biologie“.
In Zukunft wollen sie mithilfe von Technologie genauer untersuchen, wie Nervenzellen den Tintenfischkörper steuern. Sie hoffen auch, Wissen für die Weiterentwicklung der künstlichen Intelligenz und der Materialforschung zu gewinnen, da Tintenfische die Farbe ihrer Haut an ihre Umgebung anpassen können.
Crawford und Kollegen möchten ihre Methode jedoch zunächst auf andere Kopffüßerarten anwenden. Der nordamerikanische Tintenfisch, der in aktuellen Experimenten verwendet wurde, ist groß genug für ein Labortier bis zu 50 Zentimetern. Darüber hinaus ist sie seit mehreren Generationen nicht mehr in Gefangenschaft ausgebildet worden.
Die Forscher wollen daher nun versuchen, Crispr auch auf Euprymna berryi-Arten anzuwenden. Kleine Fische werden maximal drei Zentimeter groß und lassen sich leichter im Labor halten. Es bleibt abzuwarten, ob die neue Technik des Einführens einer Schere in das Ei bei viel kleineren Tieren funktioniert.
