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4. Wie wird das Erbgut verändert?
Um die DNA in das Erbgut einzuschleusen, wurden verschiedene Methoden entwickelt. Unter anderem diese:
- Mit «Gen-Kanonen» werden Kügelchen in die Zellen geschossen, auf deren Oberfläche die DNA-Sequenzen kleben.
- Viren, die das gewünschte DNA-Stück enthalten, infizieren die Zellen.
Wie wird im Detail ein Knock-out-Tier gezüchtet? Nehmen wir das Beispiel einer Maus: Die Gensequenz eines bestimmten Gens (z. B. Dystrophin-Gen) wird dafür in embryonale Stammzellen einer Maus übertragen. Die Gensequenz wurde zuvor so verändert, dass das entsprechende Protein nicht mehr normal wirken kann. Das eingeführte, defekte Gen lagert sich nun an das entsprechende gesunde Gen im Tierchromosom an, weil es sich um die fast gleiche Gensequenz handelt. In der Folge wird das gesunde Gen mit der angelagerten Sequenz ausgetauscht. Es mutiert zu einem defekten Gen. Die so veränderten Stammzellen werden in einen frühen Mäuseembryo injiziert und dieser dann einer Ammen-Maus übertragen. Die Mäuse werden vermehrt, um zu sehen, ob das Knock-out-Gen weitergegeben wird.
Solche Knock-out-Mäuse haben zum Beispiel die Erforschung der häufigsten Erbkrankheit, der Cystischen Fibrose (CF), deutlich weitergebracht. Bei der CF, von der etwa eines von 2000 Kinder betroffen ist, stimmt die Regulation des Salzhaushaltes der Schleimhäute nicht. Die Kinder produzieren grosse Mengen Schleim in ihrer Lunge, was zu Atemschwierigkeiten und häufigen Infektionen führt. Eine Heilung gibt es bisher nicht.
Aber dank der CF-Knock-out-Mäuse weiss man heute über die Krankheit viel besser Bescheid und die Forschung kann mit Hilfe der Mäuse weitere Therapien erproben.
Allerdings hat die Erforschung von Knock-out-Mäusen auch Grenzen: Viele menschliche Erkrankungen entstehen nicht durch die Veränderungen eines einzelnen Gens, sondern durch das Zusammenspiel mehrerer fehlgeleiteter Gene. Dies erschwert die Analyse verschiedener Krankheiten erheblich. Gegner von Tierversuchen weisen deshalb auf eine beschränkte Aussagekraft von Versuchen mit transgenen Tieren hin. Die Übertragbarkeit der Daten vom Tierversuch auf den Menschen sei begrenzt. Experten weisen darauf hin, dass eine gute Übertragbarkeit von der korrekten Versuchsanordnung abhängt.