Forscher finden schnelleren Weg, um gezielt Gene im Säugetiergenom zu verändern

04.08.2010 - Deutschland

Schnell, gezielt und direkt - Forschern des Helmholtz Zentrums München ist es gelungen, ausgewählte Gene in Mäuseembryonen gezielt zu verändern. Dank sogenannter Zinkfinger-Nukleasen werden Mutationen ohne den Umweg über Stammzellen etabliert. Langfristig können dadurch zeitsparend und vor allem universell Genveränderungen in Säugetieren untersucht werden.

Um Gene und ihre Funktionen bei Säugetieren zu verstehen, setzten Wissenschaftler bisher vor allem auf das Modellsystem Maus. Dafür erzeugen sie Mutationen in Stammzellen. Diese Veränderungen müssen anschließend in Chimären und dann in Embryonen etabliert werden. Am Helmholtz Zentrum München haben Prof. Dr. Wolfgang Wurst und sein Forscherteam einen schnelleren Weg gefunden. Ihnen ist es gelungen, mittels Zinkfinger-Nukleasen und ausgewählter Genfragmente gezielte Veränderungen - direkt in befruchteten Eizellen der Maus - vorzunehmen. Vorteil der Methode: Neben der Zeitersparnis und dem höheren Grad an Effizienz ist vor allem die Anwendbarkeit auf andere Säugetierzellen zukunftsweisend.

Werkzeuge für die Umsetzung sind künstlich hergestellte Zinkfinger-Nukleasen. Die Enzyme erlauben es, die DNS an genau der gewünschten Stelle aufzuschneiden. Zusammen mit Genstücken, die die zu untersuchenden Veränderungen enthalten, werden die Enzyme direkt in einzellige Mäuseembryonen injiziert. Das zelleigene Reparatursystem baut mit einer Häufigkeit von 1,7 bis 4,5 Prozent Häufigkeit das gewünschte Genfragment in die Mäuse-DNS ein. So haben die Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München bereits vitale Mäuse mit gezielt ausgetauschten Genen gezüchtet.

Jetzt arbeiten die Forscher daran, die Wirksamkeit der Methode zu verbessern. Sie untersuchen außerdem die Anwendbarkeit auf andere Organismen, damit den Wissenschaftlern neben Mäusen weitere Modellsysteme zur Verfügung stehen. Gleichzeitig verheißt die Methode auch neue Ansatzmöglichkeiten für Therapeutika. „Denn“, so Professor Wurst, „langfristig ist denkbar, dass so nicht nur neue Gene eingebracht, sondern auch Defekte gegen Gesunde ausgetauscht werden können.“

Originalveröffentlichung: Melanie Meyer, Martin Hrabé de Angelis, Wolfgang Wurst und Ralf Kühn; "Gene targeting by homologous recombination in mouse zygotes mediated by zinc-finger nucleases"; Proceedings of the National Academy of Sciences; Early Edition, online am 02.08.2010

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