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Kompaktlexikon der Biologie: transgene Tiere

transgene Tiere, Bez. für durch gentechnische Verfahren veränderte Tiere. Wie bei transgenen Pflanzen, werden t.T. beispielsweise als Krankheitsmodelle sowohl für die medizinische und biowissenschaftliche Grundlagenforschung, aber auch für die Produktion bestimmter pharmazeutisch relevanter Stoffe genutzt. Auch im Zusammenhang mit der so genannten Xenotransplantation (Transplantation nichtmenschlicher Gewebe oder Organe auf den Menschen) werden Experimente mit t.T. durchgeführt.

Die Herstellung t.T. kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. DNA lässt sich in vitro durch Mikroinjektion in befruchtete Eizellen im Pronucleus-Stadium in einen der beiden Vorkerne injizieren, sodass bei einem geringen Teil die Fremd-DNA in das Genom integriert. Die Zellen werden anschließend in pseudoschwangere Tiere übertragen, sodass t.T. heranwachsen können. Alternativ kann ein DNA-Fragment zunächst in embryonale Stammzellen eingebracht werden, die bei erfolgreicher Integration in deren Erbgut in Blastocysten übertragen werden. Nach Durchlaufen der Embryonalentwicklung in der Gebärmutter einer „Leihmutter“ befinden sich unter den Neugeborenen sowohl Individuen, bei denen das Transgen in somatischen Zellen vorhanden und exprimiert wird, aber auch solche, deren Keimbahn genetisch verändert ist, sodass das Transgen weiter vererbt wird. ( vgl. Abb. )

Mit den beschriebenen Verfahren ist es prinzipiell möglich, das Genom eines Tieres in dreifacher Hinsicht zu verändern. 1) Durch Addition eines Gens kann wie bei transgenen Pflanzen ein neuartiges oder mutiertes arteigenes Gen dem Genom hinzugefügt werden, wobei es zu einer zufälligen Integration im Genom kommt. Dieses einfache Verfahren führt häufig zur Übertragung von vielen Kopien. Ein Beispiel für diese Technik ist die bereits Anfang der 1980er-Jahre geglückte Übertragung des Gens für ein menschliches Wachstumshormon auf Mäuse, deren Körpergröße aufgrund von um den Faktor 100 höheren Hormonkonzentrationen stark zunahm. 2) Mittels homologer Rekombination ist es bei einer Reihe von Tierarten möglich, ein Fremdgen nicht zufällig, sondern gezielt an einer bestimmten Stelle im Genom zu platzieren. Auf diese Weise kann z.B. ein mutiertes Gen durch ein Wildtyp-Gen ersetzt werden, um nachzuweisen, dass eine Krankheit durch einen Defekt in eben diesem Gen verursacht wird. 3) In ähnlicher Weise kann durch Einführen einer Deletion die Genfunktion ausgeschaltet werden. So genannte Knockout-Mäuse sind wichtige Tiermodelle zur Erforschung von Krankheiten wie Diabetes, Multiple Sklerose oder Immunkrankheiten.

Die Erzeugung transgener Nutztiere diente bislang vor allem der Produktion pharmazeutischer Produkte. So ist es gelungen, Schafe, Ziegen und Rinder so zu verändern, dass ihre Milchdrüsen Proteine wie z.B. Blutgerinnungsfaktoren produzieren.



transgene Tiere: Erzeugung transgener Tiere durch Mikroinjektion des gewünschten Gens sowie eines passenden Promotors in eine befruchtete Eizelle im Vorkernstadium. Im Beispiel wurde das übertragene Gen so gewählt, dass seine Expression auf die Milchdrüsen beschränkt ist, sodass das korrespondierende Protein in der Milch der transgenen Schafe vorhanden ist und aus dieser angereichert werden kann. Auf diese Weise können pharmazeutisch relevante Proteine gewonnen werden

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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