Spermien als Überträger fremder Gene – ein beängstigend einfaches gentechnisches Verfahren zur Produktion transgener Tiere

Von Hans Schuh

Mit geradezu atemberaubender Geschwindigkeit mehren sich in jüngster Zeit Meldungen über grundlegende neue Erkenntnisse und Entwicklungen auf dem Gebiet der Gentechnik. Den neuesten Coup präsentierte Anfang dieses Monats das Fachblatt Cell in einer Titelgeschichte. Falls sich der Bericht einer sechsköpfigen italienischen Forschungsgruppe um Corrado Spadafora bestätigt, und einiges spricht inzwischen dafür, dann stünde künftig eine überraschend simple Methode zur Verfügung, um fremde Gene gezielt in die Keimbahn von Tieren und eventuell sogar von Menschen zu schleusen. Die wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und ethischen Konsequenzen der neuen Technik sind noch nicht überschaubar, sie dürften jedoch von erheblicher Tragweite sein.

Das beängstigend einfache Rezept, um fremdes Erbgut (DNA) dergestalt in Säugetiere einzuschleusen, daß diese es vom Embryonalstadium an in sich tragen und es künftig auch an ihre Nachkommen weitergeben, lautet: Man nehme Spermien, wasche sie und lasse sie anschließend in einer Flüssigkeit herumschwimmen, die in großer Zahl Moleküle jenes Gens (oder DNA-Stückes) enthält, das in die Keimbahn übertragen werden soll. Die Spermien, dies ist das eigentlich Überraschende, saugen sich nach Beobachtungen der italienischen Forscher innerhalb einer halben Stunde mit dem fremden Erbmaterial regelrecht voll. Schätzungen ergaben, daß eine einzelne männliche Keimzelle mehr als tausend Moleküle der fremden DNA aufnimmt!

Die solchermaßen befrachteten Samen wirken als "Gen-Fähren", wenn sie Eizellen befruchten: Sie bringen mit dem eigenen auch das fremde Erbgut in das neu entstehende Leben ein. Der weitere Weg ist aus der In-vitro-Fertilisation bekannt. Die entstandenen Embryonen werden, sobald sie sich zu entwickeln beginnen, der Eispenderin oder "Leihmüttern" eingepflanzt und von diesen ausgetragen. Wie die Forscher – zwei Männer und vier Frauen vom Nationalen Forschungszentrum in Rom und von der Römischen Universität – am Beispiel von Mäusen feststellten, hatte fast jedes dritte von 250 so gezeugten Tieren die fremde DNA in das eigene Erbgut aufgenommen.

Doch damit nicht genug. Auch die Nachkommen der erfolgreich manipulierten Mäuse waren "transgen", das heißt Träger des neuen Erbmerkmales. Offenbar unterlag die Weitergabe der fremden DNA den Mendelschen Gesetzen. Um das Maß voll zu machen: Bei manchen Tieren war das fremde Gen nachweislich aktiv, das heißt die Mäuse produzierten ein artfremdes Eiweiß. Dieses Eiweiß, ein Enzym mit dem zungenbrecherischen Namen Chloramphenicol-Acetyltransferase (CAT), macht normalerweise Bakterien widerstandsfähig gegen ein Antibiotikum namens Chloramphenicol. Die Molekularbiologen arbeiten häufig mit dem bakteriellen CAT-Gen, weil dessen Eigenschaften gut bekannt sind, es sich einfach herstellen und leicht beobachten läßt. Die oben beschriebene Technik ist jedoch prinzipiell auf beliebige andere Gene übertragbar.

Ein Editorial der Zeitschrift Cell versahen die angesehenen Schweizer Molekularbiologen Max Birnstiel und Meinrad Busslinger mit dem folgenden Titel: "Gefährliche Verbindungen: Spermien als natürliche Überträger fremder DNA?" Sie vergleichen die Überraschung, die diese Entdeckung unter Wissenschaftlern auslösen werde, mit jener, die sich unter Physikern verbreitete, als sie von der sogenannten "Kalten Fusion" erfuhren. Die beiden Wissenschaftler – sie arbeiten am Forschungsinstitut für molekulare Pathologie in Wien – fordern in ihrem Kommentar eine gründliche und rasche Überprüfung der neuen Entdeckung.