Chirurgie am Schweine-Genom

Mit neuen Züchtungswerkzeugen lassen sich einzelne Gene gezielt an- bzw. ausschalten oder korrigieren. Welche Chancen und Risiken ergeben sich beim Schwein?

Dr. Inga Schiefler, Förderverein Bioökonomieforschung, Bonn

Das Erbgut von Pflanzen und Tieren verändert sich fortlaufend. Ursache hierfür sind sogenannte Mutationen, die spontan ablaufen können. Mithilfe neuer Methoden können diese Veränderungen jetzt zielgerichtet vorgenommen werden. Diese molekularbiologischen Verfahren werden unter dem Sammelbegriff Gene Editing zusammengefasst (s. Kasten Seite 28).

Neue Methode Gene Editing

Mit Gene Editing können gezielt einzelne DNA-Bausteine im Erbgut von Pflanzen, Tieren und Menschen umgeschrieben werden. So ist es möglich, Gene auszuschalten, die z.B. für das Auftreten von Erbkrankheiten verantwortlich sind. Dies gelingt, ohne die anderen Eigenschaften zu verändern. Ein anderer interessanter Bereich sind Krankheitsresistenzen, welche einen Beitrag zur Tiergesundheit und einem reduzierten Medikamenteneinsatz leisten könnten. Auch hier gibt es vielversprechende Ansätze.

Zwar befinden sich die Anwendungen beim Schwein noch in der experimentellen Testphase. Doch die Wissenschaft rechnet damit, dass Gene Editing sehr schnell zur Routine wird und der Zucht einen Schub geben könnte, wenn die Rahmenbedingungen dies erlauben. Dabei erfolgt das An- und Ausschalten der Gene an frühen Embryonenstadien.

Eingriff am Embryo

Dazu werden zunächst Eizellen gewonnen und in vivo befruchtet. Dann werden mit einer Mikroinjektion die molekularen Scheren und ggf. eine Reparaturvorlage für ein bestimmtes Merkmal wie Krankheitsresistenz in die Zelle eingeschleust. Anschließend werden die Embryonen auf Trägertiere übertragen (siehe Übersicht).

Trotz großer Fortschritte in der Wissenschaft bringt nicht jeder übertragene editierte Embryo auch ein Ferkel mit der gewünschten Eigenschaft hervor. Sehr häufig kommt es zum embryonalen Frühtod und zu kleinen Würfen. Zudem trägt von den geborenen Ferkeln – je nach Methode – nur jedes zweite bis fünfte Tier die gewünschte Eigenschaft.

Soll mit dem Ferkel aus der editierten Eizelle gezüchtet werden, muss es gleichzeitig auch in den anderen Merkmalen konkurrenzfähig sein. Ferner ist sicherzustellen, dass durch die Einwirkungen auf das Genom keine unerwünschten Veränderungen entstanden sind. Dies kann z.B. durch eine Genomsequenzierung erfolgen.

Alle im Labor herbeigeführten Veränderungen am Genom könnten auch zufällig in der Natur auftreten. Das Einfügen artfremder oder neuer Gene ist zwar mit Gene Editing...