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StartseiteForschung aktuellErbgut: Vom Mammut zum Elefanten05.08.2015

GenforschungErbgut: Vom Mammut zum Elefanten

Jedesmal, wenn ein tiefgefrorenes Mammut aus der Eiszeit gefunden wird, flammt die Hoffnung auf, man könnte aus dem alten Gewebe ein lebendes Mammut klonen. Bisher sind alle Versuche gescheitert. Forscher in den USA versuchen jetzt, Elefanten so zu verändern, dass sie sich zu Mammuts entwickeln.

Von Michael Lange

George Church von der Harvard Medical School mit einem Plüsch-Mammut  (Deutschlandradio / Michael Lange)
George Church von der Harvard Medical School mit einem Plüsch-Mammut (Deutschlandradio / Michael Lange)

Das Wollhaarmammut „Mammuthus primigenius" und der Asiatische  Elefant „Elephas maximus" sind zwei verschiedene Arten; aber sie sind eng miteinander verwandt. Enger als der asiatische mit dem  afrikanischen Elefanten. Das brachte den Mammut-Spezialisten Alexei Tikhonov von der Russischen Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg schon vor etwa sechs Jahren auf eine Idee.

"Wir nehmen eine lebende Zelle eines Elefanten und vergleichen die  Erbinformation mit der eines Mammuts. Dann verändern wir mit den Methoden der Gentechnik viele Tausend Gene. Theoretisch lässt sich so  in der Elefantenzelle eine Erbinformation herstellen, die genau dem Erbgut eines Mammuts entspricht."

Mammut und Elefant teilen ähnliches Erbgut

2009 fehlten zur Umsetzung dieser Idee noch die Methoden. Auch die Erbinformation des Mammuts war nur bruchstückhaft bekannt. Das hat sich mittlerweile geändert, erläutert George Church – Genetiker von der Harvard Medical School in Boston.

"Wir besitzen bereits die vollständige Erbinformation von Mammuts aus zwei verschiedenen Regionen. Die Qualität der Daten ist sehr gut. Wir wissen über das Mammut-Genom fast schon so viel wie über das menschliche Genom – und mehr als über das des Elefanten."

Die gentechnischen Methoden haben sich in den letzten Jahren rasant weiter entwickelt. Mit einem Verfahren namens CRISPR-Cas können die Forscher neuerdings das Erbgut von Zellen an vielen Stellen gleichzeitig verändern. Wenn man weiß, was man möchte, lassen sich hunderte oder tausende Gene parallel bearbeiten - wie ein Text im Computer.

Gentechnologie entwickelt sich rasant weiter

Im Labor von George Church wachsen Stammzellen von Elefanten in Zellkultur – und ihre Veränderung in Richtung Mammut hat bereits begonnen.

"Wir haben schon 14 Positionen im Erbgut der Elefantenzellen verändert. Und mit der CRISPR-Cas-Technik ist es kein Problem hunderte Positionen zu verändern. Nun müssen wir aus den Stammzellen Embryonen oder bestimmte Organe züchten. Nur so können wir sehen, was die Änderungen, die wir vornehmen, bewirken."

Die ersten 14 genetischen Änderungen sind nur ein kleiner Anfang. Wie Wissenschaftler der University of Chicago kürzlich ermittelt haben, unterscheiden sich asiatischer Elefant und Mammut an etwa 1,4 Millionen Positionen im Erbgut. Alle diese Positionen zu ändern, ist trotz  CRISPR-Cas immer noch eine Mammutaufgabe, die Jahrzehnte in Anspruch nehmen würde. Das Team um George Church will sich deshalb auf die Bereiche des Mammut-Erbguts beschränken, die ein Leben in der Kälte möglich machen.

Die Tiere werden aussehen wie Mammuts und sich auch so verhalten. Man muss gar nicht jede Position im Erbgut verändern, um eine solche Wirkung zu erzielen.

Erste Veränderungen im Erbgut durchgeführt

Das Ergebnis wäre kein Mammut, wie in der Eiszeit, sondern ein mammutähnlicher Elefant, räumt George Church ein. Aber diese Mammut-Elefanten könnten in der Steppe Sibiriens oder in anderen Regionen am Polarkreis die ökologische Funktion des Mammuts ausüben, spekuliert er.

"Als das Mammut ausstarb, hatte das dramatische Folgen für das ganze Ökosystem. Die Steppe und ihre ökologische Vielfalt verschwanden. Denn das Mammut ist eine Schlüssel-Spezies. Nur Mammuts hauen mal eben einen Baum um."

So könnte ein mammutähnlicher Elefant ein untergegangenes Ökosystem wiederbeleben, hofft der Genetiker. Im heutigen Sibirien könnte wieder eine Eiszeitsteppe entstehen mit all den Arten, die bis heute überdauert haben. Was fehlt, wird einfach neu erschaffen.

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