Wissenschaftler erstellen 581 Klone aus derselben Maus

Wissenschaftler in Japan haben das Klonen auf ein ganz neues Niveau gebracht. Sie haben weder eine neue Spezies geklont noch eine neue Technik entwickelt. Sie haben es jedoch geschafft, die Technik an neue Grenzen zu bringen, indem sie 581 Mäuse klonierten – alle aus einer einzigen Originalzelle. Wenn ihre Ergebnisse bei anderen Tieren repliziert werden können, könnte dies einen Weg für praktisch unbegrenzte Lieferungen von genetisch überlegenen Nutztieren oder anderen für die Forschung wichtigen Tieren bieten.

Lange bevor Dolly 1996 geklont wurde, hatten Wissenschaftler bereits eine lange Geschichte des Klonens von Säugetieren etabliert. Die erste war eine genetisch identische Maus, die 1979 hergestellt wurde. Kurz darauf wurden die ersten genetisch identischen Kühe, Hühner und Schafe produziert. Was Dolly jedoch zu einer Sensation machte, war die Methode, mit der sie geklont wurde. Während die Säugetierklone vor ihr hergestellt wurden, indem ein Embryo in einem Reagenzglas gespalten und dann in Leihmütter implantiert wurde, wurde Dolly aus einer adulten Zelle geklont. Um genau zu sein, eine Euterzelle, die einem 6-jährigen Schaf entnommen wurde. Bei der Klonierungsmethode, die als somatischer Zellkerntransfer (SCNT) bezeichnet wird, wird das genetische Material aus der adulten Zelle entnommen und in den Kern eines Eies gelegt, dessen eigenes genetisches Material entfernt wurde.

Nach Dolly haben Wissenschaftler SCNT verwendet, um andere Säugetiere wie Katze, Hund, Hirsch, Pferd, Maultier, Ochse, Kaninchen und Ratte zu klonen. Das ist ein bedeutender Fortschritt für eine Technik, die Ian Wilmut 276 Mal anwenden musste, bevor es schließlich gelang, Dolly zu klonen. Aber die heutigen Wissenschaftler geben sich nicht damit zufrieden, nur einmal zu klonen. Seit einigen Jahren wird versucht, so viele Klone wie möglich aus diesem einen ursprünglichen Stück genetischen Materials abzuleiten.

Aber es gab Probleme. Mit jeder Runde des SCNT-Reclonings stellten die Forscher schnell fest, dass die Erfolgsraten sanken. In einer Studie aus dem Jahr 2000 konnten die Autoren der aktuellen Arbeit eine Maus in die sechste Generation klonen – aber nur knapp. Diese letzte Generation erforderte mehr als 1.000 SCNT-Versuche und der einzige Welpe, der geboren wurde, wurde sofort von seiner Mutter ausgeschlachtet. Das wiederholte Klonen von Rindern und Katzen ging nicht weiter als die dritte Generation.

Frustrierte Wissenschaftler versuchten herauszufinden, warum das sukzessive Klonen zunehmend problematisch war. Sie fanden heraus, dass die ursprüngliche Zelle, von der die Klone letztlich abgeleitet wurden, oft epigenetische Anomalien aufwies. Epigenetische Regulation bezieht sich auf das Ein- und Ausschalten von Genen durch Moleküle, nicht die Gene selbst. Von jeder zufälligen Zelle könnte vernünftigerweise erwartet werden, dass sie einige epigenetische Anomalien aufweist, aber wenn alle Zellen des Organismus aus derselben Zelle stammen, werden alle Anomalien, die diese Zelle aufweist, vergrößert. Zum Beispiel wurde gezeigt, dass eine Reihe geklonter Mäuse ein RNA-Molekül exprimierte, das eines der X-Chromosomen der Frau inaktivierte. Wenn das RNA-Molekül entfernt wurde, erhöhte sich die Klonierungseffizienz der Mäuse fast um das Neunfache.

Basierend auf früheren Arbeiten versuchten die japanischen Forscher, ihre Klonierungseffizienz zu verbessern, indem sie eine Chemikalie namens Trichostatin A verwendeten, die das starke epigenetische Protein Histon-Deacetylase hemmt. In einem Experiment, das 2005 begonnen wurde, erlaubte der Inhibitor ihnen, 581 Mäuse durch 25 Runden SCNT-Klonierung zu produzieren. Die Mäuse waren gesund und konnten sich fortpflanzen. Darüber hinaus sank die Klonerfolgsrate nicht mit jeder Generation.

Die Studie unter der Leitung von Dr. Teruhiko Wakayama am RIKEN Center for Developmental Biology in Japan wurde in der Ausgabe von Cell Stem Cell vom 7. März veröffentlicht.

Wenn der Inhibitor bei anderen Tieren gleich wirksam ist, eröffnet die Technik die Möglichkeit, hochgeschätzte Tiere wie wertvolle Rinder oder Rennpferde oder gentechnisch veränderte Tiere, die in der medizinischen Forschung verwendet werden, zu klonen. Wie die Autoren in der Studie bemerken: “Unsere Ergebnisse zeigen, dass wiederholtes iteratives Recloning möglich ist und legen nahe, dass es mit ausreichend effizienten Techniken möglich sein könnte, Tiere auf unbestimmte Zeit zu reclonieren.”

Das sind gute Nachrichten für diejenigen, die sich bereits dem Klonen zugewandt haben, um ein kleines Rudel super schnüffelnder Inspektorenhunde auf Flughäfen zu schaffen, Kühe, die humanisierte Milch produzierten, sogar olympische Pferde. Klonen bleibt eine junge Wissenschaft und Wissenschaftler haben zweifellos eine lange Liste von Organismen, die sie gerne klonen würden. Wenn die derzeitige Technik eine unbegrenzte Rendite für die Klonbemühungen bedeutet, könnte sie mehr Wissenschaftler dazu verleiten, den ersten Schritt zu tun und das Klonen von den Rändern der Wissenschaft in den Mainstream zu bringen.