Forscher der Abteilung für Tierreproduktion am Nationalen Institut für Agrar- und Lebensmittelforschung und -technologie (INIA-CSIC) haben am Montag die Erzeugung des ersten gentechnisch veränderten Lammes in Spanien bekannt gegeben. Das Lamm, benannt als Teodoro, soll zur Untersuchung von Fortpflanzungsstörungen bei Nutztieren beitragen und als Modell zum Verständnis der Befruchtung beim Menschen dienen.
Es enthält eine Mutation in einem Gen, das an der Befruchtung beteiligt sein könnte. “Gentechnisch veränderte Tiermodelle sind essenziell, um unser Verständnis aller biologischen Prozesse zu vertiefen, einschließlich jener, die die Fortpflanzung betreffen”, erklärt Pablo Bermejo-Álvarez, einer der Forscher, der das Team zusammen mit Priscila Ramos-Ibeas und in Kooperation mit der Gruppe von Julián Santiago Moreno leitet.
Diese Tiere weisen gezielte genetische Modifikationen auf, die ein spezifisches Gen entfernen oder verändern, wodurch wir seine Rolle in einem biologischen Prozess klar bestimmen können. Vor der Entwicklung der CRISPR-Technologie wurden solche gezielten genetischen Änderungen vorwiegend bei Mäusen vorgenommen, da sie bei anderen Säugetieren zu komplex und ineffizient waren.
Daher basiert ein Großteil des heutigen Verständnisses der molekularen Grundlagen biologischer Prozesse auf genetisch modifizierten Mausmodellen. “Obwohl Mäuse generell ein gutes Modell zur Erforschung menschlicher Physiologie und Pathologie darstellen, existieren spezifische Prozesse, bei denen signifikante Unterschiede zwischen Mäusen und anderen Säugetieren bestehen, sodass sie nicht mit genetisch veränderten Mäusen erforscht werden können”, erklärt Ramos-Ibeas, ein Forscher, der auch die Studie leitete.
Genmanipulierte Kaninchen
Die Forschungsgruppe des INIA-CSIC nutzt die CRISPR-Technologie, um Modifikationen in vollständig in vitro erzeugten Rinder- und Schafembryonen vorzunehmen. Dies dient der Untersuchung von Genfunktionen, die an verschiedenen Entwicklungsprozessen beteiligt sind. Diese Prozesse können in vitro analysiert werden, ohne genetisch veränderte Tiere zu erzeugen, weshalb diese Embryonen bisher nicht für eine vollständige Schwangerschaft bei Schafen verwendet wurden.
Für die Erforschung der Befruchtungsmechanismen ist jedoch die Gewinnung von Gameten genetisch veränderter Tiere notwendig. Daher wurden vor fünf Monaten – entsprechend der Tragzeit eines Schafs von etwa 147 Tagen – zwei Transfers genetisch veränderter Embryonen vorgenommen, von denen eine Schwangerschaft zu Ende geführt wurde.
Die Mutation, welche die Bildung des Genprodukts blockiert, wurde gezielt durch Mikroinjektionstechniken in Kombination mit der CRISPR-Cas9-Technologie in in vitro erzeugten Embryonen erzeugt. Dies geschah nach Methoden, die bereits zur Erzeugung der ersten geneditierten Nutztiere in Spanien angewendet wurden: Kaninchen, die kein ZP4-Protein produzierten, um die essenzielle Rolle dieses Proteins beim Schutz des Embryos während der Präimplantationsphase zu erforschen.
Bild: CSIC
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