musée d'histoire
post-naturelLE
FUNKEN
Der Funke des Lebens
Jedes Tier kommt als ein Paradox zur Welt. Es beginnt als befruchtete Eizelle – eine einzige Zelle, die dazu bestimmt ist, zu einem vollständigen Organismus heranzuwachsen –, während seine eigene DNA noch schweigt. In diesen allerersten Momenten des Lebens stützt sich der Embryo vollständig auf die von der Mutter geerbten molekularen Komponenten, die seine ersten Zellteilungen steuern. Dann, nach kurzer Zeit – von einigen Stunden bis zu einigen Tagen, je nach Art – geschieht etwas Aussergewöhnliches: Das Genom erwacht allmählich. Der Organismus beginnt, sein eigenes Wachstum zu steuern, und vollzieht den Übergang von mütterlicher Abhängigkeit zu autonomer Entwicklung. Dieser Übergang wird als zygotische Genomaktivierung bezeichnet.
Dieses universelle Phänomen ist in vielerlei Hinsicht faszinierend. Um herauszufinden, was die Genomaktivierung auslöst – und um die grundlegenden Prinzipien von Entstehung und Krankheit zu verstehen –, wenden sich Wissenschaftler einer sehr kleinen Zahl sogenannter Modellorganismen zu, etwa Mäusen, Ratten und Fruchtfliegen. Im Jahr 1972 fügte George Streisinger von der University of Oregon dieser Liste ein neues Mitglied hinzu. Er suchte nach einer Alternative zur Maus. Als begeisterter Aquarienliebhaber fand er die Antwort bei einem Besuch in einer Zoohandlung in der Stadt Eugene, Oregon: den unscheinbaren Zebrafisch (Danio rerio).
Casper-Zebrafisch, ein Bewohner des Center for Integrative Genomics (UNIL). Seine Transparenz macht es leicht, ihn von transgenen Linien zu unterscheiden, die sonst Wildtyp-Fischen ähneln.
Gentechnisch veränderter Zebrafisch (pou5f3:3xflag-Linie).
Im Laufe der Jahrzehnte hat sich dieser kleine, gestreifte Fisch als unverzichtbares Werkzeug erwiesen, um grundlegende Fragen der Entstehung zu untersuchen – darunter auch die zygotische Genomaktivierun. Wissenschaftler nutzen Zebrafische, um die molekulare Maschinerie zu erforschen, die steuert, wann und wie Gene während dieses entscheidenden Übergangs ein- und ausgeschaltet werden — Mechanismen, die für die normale Entwicklung grundlegend sind und, wenn sie gestört werden, zu Krankheiten führen können. Sie können Mutationen erzeugen und beobachten, was geschieht, wenn bestimmte Proteine fehlen, nur in geringer Menge vorhanden sind oder ihre normale Funktion verlieren.
Nehmen wir zum Beispiel pou5f3, ein Protein, welches das Entwicklungspotenzial des Embryos reguliert und das Genom aktiviert. Wissenschaftler können solche Proteine auch mit molekularen Markern versehen, um zu verfolgen, wohin sie sich bewegen und wie sie sich in den Zellen verhalten. So werden die grundlegenden Mechanismen sichtbar, die dabei eine Rolle spielen: wie Proteine in der DNA zusammenkommen, welche Abfolge von Ereignissen sich entfaltet und was sie dazu anleitet, das Genom genau zum richtigen Zeitpunkt zu aktivieren. Diese Experimente erleuchten jenen einzigartigen Moment, in dem das Genom jedes Tieres sich erstmals für den Funken des Lebens öffnet.
Reisfeldern beheimatet, lebt der Zebrafisch heute auch in Aufzuchtbecken. Center for Integrative Genomics, einer Forschungseinrichtung der Universität Lausanne
