Wie Insekten leuchtende Augen bekommen

News: Wie Insekten leuchtende Augen bekommen

Viele Insekten übertragen tödliche Krankheiten oder schädigen Agrar- und Forstwirtschaft. An den Universitäten Bayreuth und München ist nunmehr ein molekulargenetisches System etabliert worden, das die Entwicklung effizienter und umweltverträglicher Bekämpfungsmethoden von Schadinsekten ermöglichen wird.

Allein an der Malaria, die durch Moskitos übertragen wird, sterben jährlich etwa zwei Millionen Menschen. Pflanzenschädlinge wiederum werden heute vor allem mittels Pestiziden bekämpft, deren Einsatz oft bedenklich ist. Zudem werden immer mehr Schädlinge resistent, so daß unter grossen Kosten ständig neue Wirkstoffe entwickelt werden müssen. Die Vereinten Nationen sehen Pestizidresistenz daher als eines der größten Umweltprobleme der Welt an.

Eine zukunftsweisende Methode für eine moderne, ökologische Schädlingsbekämpfung besteht nun darin, Insekten molekulargenetisch zu Verändern: Auf diese Weise wird man zum Beispiel unfruchtbare Tiere erzeugen können, durch die eine Vermehrung von pestizid-resistenten Populationen unterbunden wird. Oder man hofft Moskitos genetisch so zu verändern, daß sie die Erreger der Malaria oder anderer Krankheiten nicht mehr übertragen können.

Bislang konnten nur wenige Insektenarten gezielt genetisch modifiziert werden. Daher müssen biotechnologische Verfahren entwickelt werden, die ein großes Spektrum von Insekten erfassen. Mit dem neuen System erwartet man nun, bei allen Insektenarten in das Erbgut eingreifen zu können. Dadurch wird es Wissenschaftlern ermöglicht, die Biologie von Insekten besser zu verstehen, sowie gezielte, effektive und sichere Bekämpfungsstrategien zu entwickeln. Um ein Insekt molekulargenetisch zu verändern, wird ein beliebiges Gen, das die gewünschten Eigenschaften trägt, künstlich in die Erbsubstanz eingesetzt. Dazu bedient man sich sogenannter Transposons, die sich als "springende Gene" mitsamt dem gewünschten Gen in das Erbgut des Empfängerorganismus einbauen. Da diese Übertragung ein seltenes Ereignis darstellt, baut man in das Transposon zusätzlich ein spezielles "Markierungs-Gen" ein, eine Art genetische Hundemarke, mit deren Hilfe man Tiere identifizieren kann, bei denen der Gentransfer erfolgreich war.

Dem Bayreuther Genetiker Ernst Wimmer ist es nun in Zusammenarbeit mit Andreas Berghammer und Martin Klingler von der Ludwig-Maximilians-Universität München erstmals gelungen, ein universelles Marker-Gen zu entwickeln, das in allen Insektenarten funktionieren sollte. Wie die Autoren am Beispiel von Taufliege und Mehlkäfer nachweisen konnten, führt der Einbau dieses Marker-Gens dazu, daß die Augen transgener Tiere grün fluoreszieren. Die universelle Eignung dieses Marker-Gens beruht darauf, dass es durch einen regulatorischen Mechanismus aktiviert wird, der im Tierreich durchgehend konserviert ist (Nature vom 25. November 1999).

Dagegen hatte man bisher für jede Insektenart ein eigenes, spezielles Marker-Gen entwickeln müssen, was jeweils viele Jahre Arbeit kostete. Neben der Schädlingsbekämpfung hat die nun mögliche Erzeugung transgener Insekten unterschiedlichster Arten auch größte Bedeutung für die genetische und zoologische Grundlagenforschung, vor allem in den Gebieten Entwicklungsbiologie, Evolutionsbiologie, Ökologie und Verhaltensforschung.

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