Mit der neuen Methode lassen sich die Zellen in einzelnen Organen von Tieren mosaikartig genetisch verändern (mit Midjourney erstelles Symbolbild). (Grafik: ETH Zürich)

Bei Tieren einzelne Zellen genetisch verändern

Forschende der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit der sie in Tieren jede Zelle anders genetisch verändern können. Damit können sie in einem einzigen Experiment untersuchen, wozu früher viele Tierversuche nötig waren. Die Forschenden haben damit Gene entdeckt, die relevant sind für eine schwere, seltene Erbkrankheit.

Um den genetischen Ursachen von Krankheiten auf die Spur zu kommen, ist es eine bewährte Methode, in Tieren ein einzelnes Gen auszuschalten und die Folgen davon für den Organismus zu untersuchen. Allerdings tragen bei vielen Krankheiten mehrere Gene zum Krankheitsbild bei. Für Wissenschaftler:innen ist es dann richtig schwierig herauszufiltern, welches Gen wie stark am Krankheitsgeschehen beteiligt ist. Sie müssten dazu viele Tierexperimente durchführen – je eines pro gewünschte Genveränderung.

Forschende unter der Leitung von Randall Platt, Professor für Biologisches Engineering am Departement für Biosysteme der ETH Zürich in Basel, haben nun eine Methode entwickelt, welche die Forschung mit Versuchstieren stark vereinfachen und beschleunigen wird: Sie nehmen mit Hilfe der Crispr/Cas-​Genschere in den Körperzellen eines einzelnen Tiers mosaikartig mehrere Dutzend Genveränderungen gleichzeitig vor: In jeder Zelle ist höchstens ein Gen verändert, die verschiedenen Zellen eines Organs sind aber auf unterschiedliche Weise verändert. Einzelne Zellen lassen sich anschliessend präzise analysieren. Damit können die Forschenden in einem einzigen Experiment die Folgen vieler unterschiedlicher Genveränderungen untersuchen.

Deplancke lab – Laboratory of Systems Biology and Genetics

Nach der Befruchtung setzt die Eizelle (lila) Zink-​Ionen (blaue Punkte) frei, was die Form des grünen Proteins auf der Oberfläche eines Spermiums ändert. Dadurch kann dieses nicht mehr an der Eizelle andocken. 

Die Proteinverbindung, die die Befruchtung einleitet

Michal Rawlik (links), Erstautor der Veröffentlichung, und Marco Stampanoni hoffen, die Brustkrebsdiagnostik mit dem neuen Verfahren entscheidend verbessern zu können.

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