Zellkernübertragung

Zellkernübertragung

Für das Verfahren der Zellkernübertragung (Zellkerntransfer, engl. cell nuclear transfer (CNT) bzw. somatic cell nuclear transfer (SCNT)) wird zum einen ein Zellkern, zum anderen eine Eizelle ohne eigenen Zellkern benötigt.

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Die Eizellen werden entkernt, indem mit einer Mikropipette der Zellkern abgesaugt wird. Der Zellkern aus einer Körperzelle wird abgesaugt und in die entkernte Eizelle eingebracht. Danach kommt es zur sogenannten Reprogrammierung, einem noch weitgehend unverstandenen Prozess, bei dem die DNA des eingebrachten Zellkerns durch Substanzen der Eizelle ihre Spezialisierung verliert. Dies ist eine Voraussetzung für die weitere Entwicklung. Nach der Aktivierung der Zelle durch Strom und verschiedene Mediumzustände beginnt sich die Eizelle mit dem Körperzellkern zu teilen und kann sich unter gegebenen Umständen bis zur Blastozyste oder noch weiter entwickeln.

Der Zellkern kann dabei praktisch aus jeder adulten Körperzelle des Spenders durch Absaugen mit einer Hohlnadel (Aspiration) isoliert werden. Eizellen werden nach einer speziellen, körperlich belastenden Hormonbehandlung aus den Eierstöcken der Spenderin gewonnen. Der ursprüngliche Kern der Eizelle wird meist durch Aspiration mit einer Hohlnadel entfernt. Der eigentliche Transfer des neuen Zellkerns in die entkernte Eizelle erfolgt üblicherweise durch Mikroinjektion, d.h. der neue Kern wird direkt in das Zytoplasma der Eizelle injiziert. Im Anschluss daran wird die so erzeugte Zelle aktiviert, so dass sie anfängt, sich zu teilen. Dies geschieht beispielsweise durch einen elektrischen Impuls oder durch die direkte Injektion von Calcium-Ionen in die Zelle. In einem entsprechenden Nährmedium kann sich die Zelle dann bis zur Blastozyste oder noch weiter entwickeln.

Das Verfahren der Herstellung von Säugetier-Embryonen durch die Übertragung des Zellkerns einer adulten Körperzelle auf eine entkernte Eizelle wurde 1997 durch Wilmut et al. erstmals beschrieben, die es bei der Herstellung des Klonschafs Dolly einsetzten. 1998 berichteten Wakayama et al. über den erfolgreichen Einsatz einer ähnlichen Technik bei der Maus. Obwohl die Methode seither bei weiteren Tierarten erfolgreich durchgeführt wurde, wie z.B. beim Schwein, beim Rind, beim Hund und bei der Ratte, ist nicht sicher, ob sie auch am Menschen gelingen kann. Als [nichthumane] Primaten wurden bislang nur Rhesusaffen erfolgreich geklont und zur Geburt gebracht (Meng et al. 1997). Dieser Versuch konnte jedoch nicht erfolgreich wiederholt werden. Im Jahr 2004 hatte die Forschergruppe um den koreanischen Arzt Hwang publiziert, menschliche embryonale Stammzellen mittels Zellkerntransfers gewonnen zu haben. Diese Ergebnisse stellten sich jedoch als manipuliert heraus und wurden vom Science-Magazin widerrufen.

Meng, L. / Ely, J.J. / Stouffer, R.L. / Wolf, D.P. (1997): Rhesus monkeys produced by nuclear transfer. In: Biology of Reproduction 57, 454-459. Online Version

Wakayama, T. / Perry, A. C. F. / Zuccotti, M. / Johnson, K. R. / Yanagimachi, R. (1998): Full-term development of mice from enucleated oocytes injected with cumulus cell nuclei. In: Nature 394, S. 369-373.

Wilmut, I. / Schnieke, A. E. / McWhir, J. / Kind, A. J. / Campbell, K. H. S. (1997): Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. In: Nature 385, S. 810-813.

Special Online Collection: Hwang et al. and Stem Cell Issues. Online Version