„Jurassic Park“ lässt grüßen: Was bisher nur in Kinofilm funktioniert hat, könnte demnächst vielleicht Realität werden: die Wiederbelebung ausgestorbener Tierarten wie des Mammuts mithilfe moderner Gentechnik. Wissenschaftlern ist nach eigener Aussage jetzt ein Durchbruch gelungen.
Mammuts lebten bereits vor 5,7 Millionen Jahren. Während der Eiszeit vor rund 100 000 Jahren hatten sich die Verwandten unserer heutigen Elefanten auf der nördlichen Halbkugel ausgebreitet. Infolge der Erderwärmung vor 15 000 Jahren schrumpften ihre Lebensräume, zudem hatte der Mensch die Tiere gejagt. Aus noch nicht ganz geklärten Gründen starben die Eiszeit-Giganten aus. Nur auf der nordsibirischen Wrangelinsel überlebte eine kleine Kolonie.
Der steigende Meeresspiegel schottete die heute zu Russland gehörende Insel vom Festland ab. Bis vor etwa 4000 Jahren war die Wrangelinsel im Arktischen Ozean Heimat dieser letzten Mammuts. Die Isolation bewahrte sie erst vor dem Tod und besiegelte dann die rasche Auslöschung der ganzen Art.
De-Extinction: Ausgestorbene Tierarten wieder zum Leben erwecken
Seit langem treibt Forscher die Frage um, ob es mithilfe der Gentechnik möglich ist, ausgestorbene Tierarten wieder zum Leben zu erwecken. Dem Biotechnologie-Unternehmen Colossal Biosciences in Austin, der Hauptstadt des US-Bundesstaates Texas ist nach eigenen Angaben nun ein wichtiger Schritt gelungen.
Nach jahrelangen fehlgeschlagenen Versuchen haben Forscher der Biotech-Firma erstmals Zellen von erwachsenen Elefanten in Stammzellen umgewandelt.
Weil diese Zelltypen einen kompletten Organismus kreieren können, gelten sie als Voraussetzung für biotechnische Zuchtstrategien, aber auch für die „Wiederbelebung“ (englisch: De-Extinction) etwa von ausgestorbenen Mammuts durch die sogenannte Resurrection Biology. Dabei könnten DNA-Reste von Mammutfossilien, kombiniert mit Elefanten-Stammzellen als Basis dienen, um die Ur-Elefanten zu züchten.
Von Fiction zur Realität: „Jurassic Park“ in Texas
„Jurassic Park“ lässt grüßen: Was in den diversen US-Dinosaurier-Filmen Fiktion ist – die Wiedergeburt untergegangener Arten vom Dinosaurier über das Mammut bis zum Tasmanischen Tiger – könnte mithilfe moderner gentechnischer Methoden Realität werden.
Für das De-Extinction-Verfahren benötigt man einige gut konservierte Körperzellen und DNA, wie sie beispielsweise in im sibirischen Permafrost erhaltenen Fossilen vorkommen. Diese Zellen lassen sich in sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen zurückverwandeln.
Die iPS-Zellen lassen sich nahezu uneingeschränkt vermehren und in jeden Typ von Körperzellen ausreifen, da sie noch auf keine bestimmten Gewebetyp festgelegt sind. Aus iPS-Zelle könnte man theoretisch ganze Tiere klonen.
Erfolg nach jahrelangen gescheiterten Experimenten
Bei lebenden Tierarten und beim Menschen ist es Forschern bereits gelungen, Stammzellen aus Haut- oder Bindegewebszellen zu erzeugen und Klon-Embryos aus zu züchten. „In der Vergangenheit hat es schon viele Versuche gegeben, induzierte Elefanten-Stammzellen zu erzeugen – ohne Erfolg. Elefanten sind eine sehr spezielle Spezies und wir haben gerade erst angefangen, ihre grundlegende Biologie zu entschlüsseln“, erklärt Eriona Hysolli von Colossal Biosciences.
„Wir haben erstmals induzierte pluripotente Stammzellen des Asiatischen Elefanten erzeugt“, berichten Hysolli und ihre Kollegen in der jetzt im Fachmagazin „BiorXiv Preprint“ erschienen Studie. Diesem erfolgreichen Schritt waren langwierige und vielfach fehlgeschlagene biotechnologische Experimente vorausgegangen.
Wie Wiedererweckung und Reproduktion von Mammuts funktionieren sollen
Schließlich waren im Laboratorium die ersten induzierten Elefanten-Stammzellen entstanden. „Dies ist ein bedeutender Schritt“, sagt Ben Lamm von Colossal Biosciences. Die Elefanten-Stammzellen eröffneten nicht nur den Weg zur Wiedererweckung der Mammuts, sondern kämen auch der Reproduktionsmedizin zugute. „Es eröffnet die Chance, Keimzellen und andere Zelltypen dieser Tiere ohne chirurgische Eingriffe zu erhalten“, so George Church vom texanischen Biotech-Unternehmen.
In einem nächsten Schritt sollen Eizellen und Spermien hergestellt werden, aus denen dann eiszeitliche Mammuts neu gezüchtet werden sollen. Bei Nashörnern ist eine solche Gewinnung von Keimzellen aus induzierten Stammzellen bereits gelungen.
Allerdings ist der Weg bis zu einem lebenden, nachgezüchteten Mammutbaby noch sehr weit. Denn damit dies gelingt, benötigt man Mammutzellen mit möglichst intaktem, vollständigem Erbgut. Alternativ muss man Mammutgenen in Elefantenzellen einschleusen. Dann müssen diesen Mammutzellen in Stammzellen umgewandelt und zum Embryo herangezüchtet werden. Dieser wird dann in eine Elefanten-Leihmutter eingepflanzt und muss dort erfolgreich heranwachsen.