Erstmals transgene Seeanemonen gezüchtet

15. Dezember 2009, 18:43
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Evolutionsbiologen wollen mit ihrer Hilfe klären, wie sich Muskeln im Laufe der Evolution gebildet haben

Wien - Wissenschaftern in Wien ist es erstmals gelungen, eine Linie transgener Seeanemonen zu züchten. Noch haben Ulrich Technau und sein Team vom Department für Molekulare Evolution und Entwicklung der Uni Wien keine Genfunktion der Nesseltiere verändert. Die transgenen Tiere sind aber die Voraussetzung für tiefergehende Untersuchungen zur Entstehung der Muskulatur im Laufe der Evolution. Als ersten Schritt haben sie dazu eine Kontrollsequenz für Muskelkontraktion und ein Leuchtgen eingebaut, die nur in ausgebildeten Muskelzellen aktiv werden. Die Arbeit der Wissenschafter wurde in der US-Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Gefragtes Modell

Seeanemonen gehören - wie auch Korallen oder Quallen - zu den Nesseltieren. In den vergangenen Jahren haben sich die Tiere zu einem in der Wissenschaft zunehmend gefragten Modellorganismus entwickelt. So haben frühere Forschungen Technaus gezeigt, dass diese Meerestiere mit Menschen näher verwandt sind als etwa Fliegen und so etwa verblüffende Ähnlichkeiten bei der Embryonalentwicklung aufweisen. Weil der Ursprung dieser einfachen Tiere bereits vor etwa 600 Millionen Jahren liegt und ihre Entwicklung viele "urtümliche" Merkmale besitzt, sind die Seeanemonen als Modellorganismus vor allem für Evolutionsbiologen interessant geworden.

Ein Beispiel ist die Entwicklung von Muskelzellen. Diese gehen in einem frühen Stadium der Embryonalentwicklung bei Wirbeltieren und den meisten wirbellosen Tieren aus dem dritten Keimblatt (Mesoderm) hervor. Nesseltiere wie die Seeanemonen besitzen allerdings nur zwei Keimblätter, Muskelzellen kommen hier aus einem davon (Entoderm). Das Mesoderm hat sich erst später während der Evolution höherer Tiere entwickelt.

Muskelentstehung unter Beobachtung

Technau will u.a. untersuchen, ob die Seeanemonen bereits die molekularen Anlagen für die Entstehung der viel komplexeren Muskulatur von Wirbeltieren in sich tragen. Dabei helfen die in die transgene Linie eingebauten Marker- und Kontrollgene. Unter fluoreszierendem Licht leuchten die Muskelzellen der transgenen Tiere rot, und die Wissenschafter können Entstehung, Aufbau und Muskelkontraktion am lebenden Tier verfolgen, ohne die Tiere zu beeinträchtigen.

Für koordinierte Bewegungen wird die Muskulatur bei Mensch und Tier in der Regel durch das Nervensystem angeregt. Obwohl die Seeanemonen nur über ein "diffuses" Nervennetz und kein Gehirn verfügen, ist dies auch hier der Fall. Die Arbeitsgruppe arbeitet nun daran, transgene Seeanemonen mit Nervenzellen und Muskelzellen in unterschiedlichen Farben zu erzeugen. "Es wäre natürlich hochspannend, die Interaktion zwischen Muskel- und Nervenzellen und etwa den Aufbau neuromuskulärer Verbindungen in einem der einfachsten Tiere zu beobachten", so Technau. (red/APA)

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