Gene Technology Crisp: Forscher produzieren farblosen Tintenfisch

Die Liste der Tiere, die Forscher bereits mit der Crispr-Genschere verarbeitet haben, ist lang: Es gibt Mäuse, Affen waren auch dort, Fruchtfliegen und Zebrafische. Bisher sind die Ergebnisse vor allem für die Grundlagenforschung interessant.

Mit Crispr haben Wissenschaftler erstmals ein Werkzeug, mit dem sie einzelne Gene im Körper kostengünstig, schnell und präzise ausschalten oder verändern können. Auf diese Weise kann herausgefunden werden, welche Rolle einzelne Genomsegmente bei der Entwicklung von Krankheiten, der Wahrnehmung von Schmerzen oder der Entwicklung des Gehirns spielen.

Diese Manipulation hat bisher bei Tintenfischen nicht funktioniert. Forscher, die mit Karen Crawford vom Eugene Bell Center an der Universität von Chicago zusammenarbeiten, berichten, dass sie von besonderem Interesse für die Erforschung des Nervensystems und damit auch im Hinblick auf Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson sind.

Probleme mit der Nadel

Kopffüßer, einschließlich Tintenfische, haben das größte Gehirn aller Wirbellosen und gelten als hochintelligent. Der nordamerikanische Tintenfisch, mit dem Crawford auch experimentiert, ermöglichte in den 1950er Jahren die Erforschung von Nervenimpulsen. Dafür wurde 1963 der Nobelpreis für Medizin verliehen.

Die relativ neue und sehr präzise Crispr-Genschere wurde bei Weichtieren noch nicht eingesetzt. Um Gene in allen Zellen des Körpers eines Individuums ein- oder auszuschalten, müssen Wissenschaftler die Genome der Tiere im Embryonalstadium verändern und die Genschere in einen einzelligen Embryo übertragen. Die Tintenfischembryonen sind jedoch von einer stabilen Schale umgeben.

Die feinen Nadeln, mit denen Profis normalerweise in solchen Experimenten arbeiten, brachen immer ab. Also entwickelte Crawford eine kleine Schere, mit der sie zuerst ein kleines Loch in die Embryonenschale schnitt, durch das eine speziell angefertigte Quarznadel führte, durch die sie Crispr in die Zelle einführen konnte.

Integrieren Sie Leuchtstoffe in das Genom

Das erste Ziel des Teams war es, ein Gen zu deaktivieren, dessen Funktion es bereits kannte. Auf diese Weise können Sie überprüfen, ob die Schere funktioniert. Die ausgewählte Gensequenz namens TDO steuert die Farbe der Augen und bestimmter Pigmente in der Haut des Tintenfischs.

Als Crispr das TDO-Gen so veränderte, dass die Tintenfischzellen die darin enthaltenen Informationen nicht mehr lesen konnten, tauchten Tiere mit farbloser Haut auf und die typischen rötlichen Flecken verschwanden. Die Methode war in mehr als 90 Prozent erfolgreich, schreiben die Forscher in einer Studie Ende Juli Zeitschrift „Current Biology“.

In Zukunft wollen sie mit dieser Technologie genauer untersuchen, wie Nervenzellen den Tintenfischkörper steuern. Sie hoffen auch, Wissen für die Weiterentwicklung der künstlichen Intelligenz und der Materialforschung zu gewinnen, da Tintenfische ihre Hautfarbe an ihre Umgebung anpassen können.

Crawford und Kollegen möchten ihre Methode jedoch zuerst auf andere Arten von Kopffüßern anwenden. Der in den aktuellen Experimenten verwendete nordamerikanische Tintenfisch ist für ein Testtier mit bis zu 50 Zentimetern ziemlich groß. Darüber hinaus wurde es seit mehreren Generationen nicht mehr in Gefangenschaft gezüchtet.

Die Forscher wollen daher nun versuchen, Crispr auf die Art Euprymna berryi anzuwenden. Die kleinen Tintenfische werden bis zu drei Zentimeter groß und sind leichter im Labor zu halten. Es bleibt abzuwarten, ob die neue Technik des Einführens der Genschere auch bei den viel kleineren Tieren funktioniert.