Japanische Wissenschaftler haben erfolgreich geklonte Mäuse mit gefriergetrockneten Zellen in einer Technik hergestellt, von der sie glauben, dass sie eines Tages dazu beitragen könnte, Arten zu erhalten und Herausforderungen mit aktuellen Biobanking-Methoden zu überwinden.
Die Vereinten Nationen haben davor gewarnt, dass sich das Aussterben weltweit beschleunigt und mindestens eine Million Arten aufgrund von vom Menschen verursachten Auswirkungen wie dem Klimawandel verschwinden könnten.
Weltweit sind Einrichtungen entstanden, um Proben gefährdeter Arten aufzubewahren, mit dem Ziel, deren Aussterben durch zukünftiges Klonen zu verhindern.
Diese Proben werden im Allgemeinen unter Verwendung von flüssigem Stickstoff kryokonserviert oder bei extrem niedrigen Temperaturen aufbewahrt, was kostspielig und anfällig für Stromausfälle sein kann.
Sie beinhalten in der Regel auch Spermien und Eizellen, die von alten oder unfruchtbaren Tieren nur schwer oder gar nicht gewonnen werden können.
Wissenschaftler der japanischen Universität Yamanashi wollten sehen, ob sie diese Probleme lösen könnten, indem sie somatische Zellen – jede Zelle, die keine Samen- oder Eizelle ist – gefriertrocknen und versuchen, Klone herzustellen.
Sie experimentierten mit zwei Arten von Mäusezellen und stellten fest, dass sie zwar durch Gefriertrocknung getötet und erhebliche DNA-Schäden verursacht wurden, aber immer noch geklonte Blastozysten produzieren konnten – ein Ball aus Zellen, der sich zu einem Embryo entwickelt.
Aus diesen extrahierten die Wissenschaftler Stammzelllinien, aus denen sie 75 geklonte Mäuse erzeugten.
Eine der Mäuse überlebte ein Jahr und neun Monate, und das Team paarte auch erfolgreich geklonte weibliche und männliche Mäuse mit natürlich geborenen Partnern und brachte normale Welpen hervor.
Die geklonten Mäuse brachten weniger Nachkommen hervor, als von natürlich geborenen Mäusen zu erwarten gewesen wäre, und eine der aus männlichen Zellen entwickelten Stammzelllinien produzierte nur weibliche Mäuseklone.
„Verbesserung sollte nicht schwierig sein“, sagte Teruhiko Wakayama, Professor an der Fakultät für Lebens- und Umweltwissenschaften der Universität von Yamanashi, der an der Leitung der in der Zeitschrift veröffentlichten Studie beteiligt war Naturkommunikation diesen Monat.
„Wir glauben, dass wir in Zukunft in der Lage sein werden, Anomalien zu reduzieren und die Geburtenrate zu erhöhen, indem wir nach Schutzmitteln für die Gefriertrocknung suchen und die Trocknungsmethoden verbessern“, sagte er gegenüber .
„Sehr aufregender Fortschritt“
Es gibt noch einige andere Nachteile: Die Erfolgsrate beim Klonen von Mäusen aus Zellen, die in flüssigem Stickstoff oder bei ultraniedrigen Temperaturen gelagert werden, liegt zwischen zwei und fünf Prozent, während die gefriergetrocknete Methode nur 0,02 Prozent beträgt.
Aber Wakayama sagt, dass sich die Technik noch in einem frühen Stadium befindet, und vergleicht sie mit der Studie, die „Dolly“, den berühmten Schafklon, hervorgebracht hat – ein einziger Erfolg nach mehr als 200 Versuchen.
„Wir glauben, dass das Wichtigste ist, dass geklonte Mäuse aus gefriergetrockneten somatischen Zellen hergestellt wurden und dass wir auf diesem Gebiet einen Durchbruch erzielt haben“, sagte er.
Obwohl die Methode die Kryokonservierung wahrscheinlich nicht vollständig ersetzen wird, stellt sie einen „sehr aufregenden Fortschritt für Wissenschaftler dar, die sich für Biobanking der bedrohten globalen Biodiversität interessieren“, sagte Simon Clulow, Senior Research Fellow am Center for Conservation Ecology and Genomics der University of Canberra.
„Es kann schwierig und kostspielig sein, Kryokonservierungsprotokolle auszuarbeiten, und daher sind Alternativen, insbesondere solche, die billiger und robuster sind, äußerst willkommen“, fügte Clulow hinzu, der nicht an der Forschung beteiligt war.
Die Studie lagerte die gefriergetrockneten Zellen bei minus 30 Grad Celsius, aber das Team hat zuvor gezeigt, dass gefriergetrocknete Mausspermien bei Raumtemperatur mindestens ein Jahr überleben können, und glaubt, dass somatische Zellen dies auch tun würden.
Die Technik könnte es schließlich „ermöglichen, genetische Ressourcen aus der ganzen Welt billig und sicher zu lagern“, sagte Wakayama.
Die Arbeit ist eine Fortsetzung jahrelanger Forschung zu Klon- und Gefriertrocknungstechniken von Wakayama und seinen Partnern.
Eines ihrer jüngsten Projekte betraf die Gefriertrocknung von Mäusesperma, das zur Internationalen Raumstation geschickt wurde. Selbst nach sechs Jahren im Weltraum wurden die Zellen erfolgreich auf der Erde rehydriert und brachten gesunde Mäusewelpen hervor.
© 2022