Von Sylvia Pagán Westphal
Ein Säugetier, das die Tochter zweier weiblicher Eltern ist, wurde zum ersten Mal geschaffen.
Bislang galt ein solches Kunststück als biologisch unmöglich. Aber die Maus, Kaguya genannt, wurde ohne Beteiligung von Spermien oder männlichen Zellen geboren – es wurden nur weibliche Eizellen benötigt.
In der gleichen Weise, wie die Geburt von Dolly, dem Schaf, 1997 das Dogma erschütterte, dass eine erwachsene Zelle niemals umprogrammiert werden kann, um ein neues Individuum zu schaffen, stellt die Tatsache, dass Kaguya lebt, eine andere lange gehaltene Regel in Frage&, nämlich dass zwei Säugetiere desselben Geschlechts ihre Genome nicht kombinieren können, um lebensfähige Nachkommen zu erzeugen.
Die Jungfrauengeburt
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Was die Wissenschaftler von diesem bemerkenswerten Nagetier, das in Japan gezüchtet wurde, lernen, wird wahrscheinlich Auswirkungen auf Bereiche haben, die von der grundlegenden Embryologie bis zur assistierten Reproduktion und sogar dem Klonen reichen.
Jedoch haben mehrere Experten bereits davor gewarnt, anzunehmen, dass die Methode beim Menschen angewandt werden könnte, um zwei Frauen zu einem biologischen Kind zu verhelfen, nicht zuletzt, weil der Prozess extrem ineffizient ist.
Es wäre auch sehr riskant und würde eine sehr große Anzahl von Eizellen erfordern. „Diese Art von Experimenten an Menschen durchzuführen, wäre ungeheuerlich“, sagt der Fruchtbarkeitsspezialist Gianpiero Palermo von der Cornell University in New York.
Jungfräuliche Geburt
Kaguya wurde durch die Kombination des genetischen Materials zweier Eizellen erzeugt. Das funktioniert normalerweise nicht, wie jahrzehntelange Studien über das Phänomen der Parthenogenese, auch bekannt als Jungfrauengeburt, zeigen.
Bei der Parthenogenese ist die Eizelle die einzige Quelle des genetischen Materials für die Entstehung eines Embryos. Sie ist eine Fortpflanzungsart bei einigen Arten, jedoch nicht bei Säugetieren. Bei Säugetieren kann die Parthenogenese beginnen, wenn eine Eizelle zufällig oder experimentell so aktiviert wird, als wäre sie befruchtet worden – aber diese Parthenote wächst nie länger als ein paar Tage.
Das liegt an einem biologischen Phänomen, das als Prägung bekannt ist. Während der Bildung von Spermien und Eizellen bei Säugetieren werden bestimmte Gene, die für die Entwicklung des Embryos notwendig sind, durch eine Reihe von chemischen Markierungen oder Prägungen stillgelegt, einige im Spermium, andere in der Eizelle. Nur wenn sich Spermien und Eizellen treffen, sind alle Schlüsselgene verfügbar und ermöglichen eine ordnungsgemäße Entwicklung.
Tomohiro Kono und seine Kollegen von der Tokioter Universität für Landwirtschaft in Tokio, Japan, umgingen diese Prägungsbarriere, indem sie den Kern einer weiblichen Eizelle manipulierten, um sie männlicher zu machen.
Das war alles andere als einfach. Der vielleicht wichtigste der vielen erforderlichen Schritte war die Erzeugung von Eiern, die ein Protein namens IGF-2 produzieren. Dieses Protein ist für das Wachstum des Embryos von entscheidender Bedeutung, wird aber normalerweise nur von der von Spermien stammenden DNA produziert. Der Kern einer solchen Eizelle wurde dann in eine normale Eizelle übertragen, die mit den Genomen von zwei weiblichen Eizellen ausgestattet war und sich daraufhin entwickelte und teilte. Kaguya und eine Schwester waren jedoch die einzigen lebenden Tiere, die aus 457 rekonstruierten Eizellen hervorgingen.
Fertilitätstechniken
Obwohl der Versuch, ein solches Verfahren auf den Menschen anzuwenden, Experten entsetzt, bedeutet dies nicht, dass die Technik keine großen Auswirkungen auf die Studien der Humanbiologie haben wird. Künftige Experimente dieser Art werden es den Wissenschaftlern zum Beispiel ermöglichen, herauszufinden, welche anderen Gene verändert werden können, um Imprinting-Fehler zu umgehen.
Dies könnte dazu beitragen, Fruchtbarkeitstechniken zu optimieren, von denen man annimmt, dass sie die Prägung beeinträchtigen. Darüber hinaus könnte die Arbeit neue Hinweise liefern, um das Klonen von Tieren effizienter zu machen, da man davon ausgeht, dass viele Misserfolge bei geklonten Tieren auf Imprinting-Defekte zurückzuführen sind.
Auch wenn er zustimmt, dass die Erschaffung der Maus eine große Errungenschaft ist, hofft der Imprinting-Experte Azim Surani von der University of Cambridge (UK), dass die Arbeit nicht dahingehend fehlinterpretiert wird, dass Männchen irgendwie überflüssig sind.
„Es zeigt das Gegenteil – IGF-2 ist eindeutig das Schlüsselgen“, sagt er. „Es ist ihnen gelungen, dieses Gen zu umgehen, aber um wirklich eine Situation zu erreichen, in der das Verfahren genauso gut funktioniert wie bei Spermien, müsste man viel mehr Gene mutieren.