Gentechnik: Ein Fisch als Warnleuchte

Um sie als Frühwarnsysteme einsetzen zu können, haben amerikanische Wissenschaftler Zebrafische genetisch manipuliert – sie leuchten, sobald sie mit einem Gift in Kontakt kommen

Gene können durch Fremdstoffe angeregt werden, Enzyme zu bilden, die jene Stoffe abbauen: eine alte Erkenntnis, die sich zwei Wissenschaftler von der University of Cincinnati in Ohio und der University of Wisconsin in Milwaukee in neuer Weise zunutze gemacht haben.

Daniel Nebert und Michael Carvan brachten das Erbgut von Zebrafischen dazu, jeweils ein äußerlich wahrnehmbares Signal zu erzeugen, sobald Schadstoffe die "Enzymantwort" in Gang setzen.

Die Genetiker erreichten dies, indem sie zunächst ein menschliches Gen, das unter anderem durch PCB angeregt wird, mit dem so genannten Luciferase-Gen koppelten, das Leuchtkäfer zum Glühen bringt. Dieses Genkonstrukt verpflanzten die Forscher in befruchtete Zebrafischeier. Die daraus hervorgegangenen Fische begannen zu leuchten, sobald sie in PCB-haltigem Wasser schwammen.

Mit bloßem Auge ist dieser Effekt allerdings nicht zu sehen. Gemessen wird mit einem empfindlichen Luminometer; und dafür wird der Fisch-Proband in ein Behältnis gesetzt, das mit einer Substanz gefüllt ist, die das Leuchten verstärkt. Dennoch ist dieses Verfahren wesentlich weniger aufwendig und kostengünstiger als bisherige Methoden der Wasseranalyse es sind.

Zudem ist es genauer. Denn, so Nebert, die Sensitivität der Fische für schädliche Substanzen liege weit unter der Messschwelle der meisten Laborinstrumente.

Ein Grund hierfür ist, dass sich die Schadstoffe in Fischen, im Vergleich zum umgebenden Wasser, mitunter um das Hundertausendfache anreichern – weil die Tiere mehr Gifte zu sich nehmen, als sie abbauen können.

In Zellkulturen von Zebrafischen haben sich schon andere Genkonstrukte als Warnblinkanlagen erwiesen: Pakete aus dem Luciferase-Gen und Erbanlagen, die auf Schwermetalle oder auf Östrogene reagieren, lassen die Zellen ebenfalls leuchten.

Hauptproblem für eine kommerzielle Nutzung ist indes die Züchtung von Fischen mit einer genetisch stabilen und "normierbaren" Empfindlichkeitsskala. Für diesen Schritt suchen Nebert und Carvan noch Sponsoren.

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