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News: Genetischer Erfolgsmelder

Schafe und Schweine, Kaninchen, Katzen und Mäuse, vielleicht auch einmal der Mensch - der Zoo der Klontiere wird immer umfangreicher. Allerdings ist der Friedhof für Organismen aus fehlgeschlagenen Experimenten sehr viel größer. Nun haben Wissenschaftler ein Gen entdeckt, das dafür offenbar eine wichtige Rolle spielt. Und es ist auch geeignet, die Erfolgsquote im Laufe des Experiments abzulesen.
Geklonte HauskatzeLaden...
Am 25. November 2001 sorgte das amerikanische Unternehmen Advanced Cell Technologies für weltweite Schlagzeilen: Der Vizepräsident Jose Cibelli gab bekannt, er hätte zusammen mit seinen Kollegen zum ersten Mal erfolgreich einen menschlichen Embryo geklont. Nach etlichen vergeblichen Anläufen hatte es letztendlich ein Klon geschafft, der allerdings nur das Sechs-Zellen-Stadium erreichte – weit entfernt vom gefürchteten maßgeschneiderten Nachwuchs.

Damit reiht sich dieses Experiment ein in die Abfolge von wenigen Ausnahmen unter vielen Fehlschlägen. So überleben weniger als drei Prozent geklonter Mausembryonen bis zur Geburt, und die Statistik sieht für andere Organismen ähnlich aus. Hinter der geringen Erfolgsquote vermuten Wissenschaftler unter anderem, dass ein entscheidender Schritt während der Klonierung fehlschlägt: Der in die entkernte Eizelle eingebrachte Zellkern der Spenderzelle muss seine bisherige Geschichte vollständig vergessen und wieder – wie das in einem Ei der Fall ist – ganz von vorne anfangen. Doch dieser Prozess der "Reprogrammierung" scheint nur selten zu gelingen.

Hans Schöler von der University of Pennsylvania und ihre Kollegen wählten das Gen Oct4, um die Neuprogrammierung ihrer geklonten Maus-Zellen zu überwachen. Sie hatten als Zellkern-Spender wie Cibelli und seine Mitarbeiter Cumuluszellen verwendet, die normalerweise Eizellen mit Nährstoffen versorgen. Oct4 codiert für einen Trancriptionsfaktor, der das Ablesen anderer Gene in der Zelle regelt. Es wird allerdings nur im Embryo während des Blastocysten-Stadiums im Inneren des Zellhaufens aktiviert, also jenem Bereich, aus dem sich später die Gewebe differenzieren. Im erwachsenen Organismus hingegen ist es bis auf die Keimzellen überall stillgelegt.

Eine erfolgreich umprogrammierte Zelle sollte also erneut Oct4 ablesen – doch war dies nur in 34 Prozent der klonierten Zellen der Fall. Und selbst damit war der Weg zu einem gesunden Embryo noch nicht geebnet, denn nur in einem Drittel dieser sich entwickelnden Zellhaufen wurde der Transcriptionsfaktor auch in der richtigen Menge produziert. In den anderen Zellen blieb Oct4 inaktiv oder wurde zusätzlich in anderen Bereichen der Blastocyste abgelesen – beides führt dazu, dass sich der Embryo nicht richtig entwickeln kann und schließlich abstirbt.

Aus den letztendlich verbleibenden zehn Prozent geklonter Zellen ließen sich immerhin erfolgreich Zelllinien züchten. Sie sind die Grundlage für Ansätze des therapeutischen Klonens, bei dem mit Zellkernen aus eigenem Gewebe für medizinische Zwecke entsprechender Ersatz geschaffen werden soll.

Als Schöler und seine Mitarbeiter die Zellhaufen in einer Umgebung weiterzüchteten, die der Gebärmutter einer Leihmutter entsprach, fielen die Erfolgsaussichten weiter in den Keller. Im Vergleich zu künstlich befruchteten Eizellen waren die geklonten Embryonen deutlich schlechter in der Lage, Auswüchse zu bilden, in denen zudem das Ablesen von Oct4 wiederum nicht normal verlief.

Die Wissenschaftler waren überrascht, dass ein einziges Gen so große Auswirkungen auf das Schicksal geklonter Zellen zeigte. Sie hatten erwartet, damit vielleicht einen Teil der Fehlschläge erklären zu können, doch offenbar spielt Oct4 eine wesentlich wichtigere Rolle. Indem Forscher das Ablesen des Gens in geklonten Zellen überwachen, können sie sie Erfolgsaussichten ihres Experimentes abschätzen und nicht geeignete Zellen eventuell sogar schneller aussortieren.

Für das Klonen zu Fortpflanzungszwecken bedeuten die Ergebnisse jedenfalls, dass noch erhebliche Hürden zu überwinden sind. Denn wie Schöler betont, ist Oct4 nur eines von vielen Genen, bei denen die Reprogrammierung womöglich nur mangelhaft funktioniert.

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