Albinofrosch Experiment von John Gurdon?
Kann mir jemand erklären wie das Experiment mit dem Albinofrosch funktioniert und welche Erkenntnisse man über den Zellkern herausgefunden hat.
Danke im Voraus
2 Antworten
John Gurdon hat mit Krallenfröschen (Xenopus) experimentiert. Albinofrosch wäre mir jetzt neu. Gurdon wollte wissen, ob bei Zellen, die sich im Körper einmal spezialisiert haben ("differenziert haben"), genetische Information unwiderbringlich (irreversibel) verloren geht, was führende Biologen damals dachten.
Man dachte, die Zellen eines Embryos, die unmittelbar durch Teilung aus einer Eizelle hervorgehen, seien zunächst in der Lage, sich zu jeder beliebigen Zelle zu entwickeln, ihr Entwicklungspotential sei sozusagen unbegrenzt. Man sagte, sie seien "totipotent". Wenn sie aber einmal zu einer spezialisierten Körperzelle geworden wären, dann blieben sie das auch und sie hätten dieses unbegrenzte Entwicklungspotential verloren.
Daher hat Gordon sich überlegt, wenn man nun eine Eizelle nehmen würde und sie kernlos macht und stattdessen den Kern einer Körperzelle, z.B. aus dem Darmepithel, aus der Zelle entnimmt und ihn in die kernlose Eizelle reintut, was passiert dann? Schauen wir uns Gordons Versuch einmal genauer an:
Gordon zerstört mit UV-Strahlung den Kern einer unbefruchteten Eizelle des Krallenfrosches (Mitte oben) und entnimmt dann den Zellkern einer differenzierten Körperzelle, entweder aus der Haut (links oben) oder aus dem Darmepithel (links unten) und bringt diesen entnommenen Kern in die die Eizelle ein (Mitte rechts).
Nach den damaligen Vorstellungen der 1960er Jahre, hätte man angenommen, dass nichts passiert, also das Konstrukt zugrunde gehen würde.
Überraschenderweise entwickelte sich aber eine Kaulquappe (rechts). Das hat die Wissenschaftler überrascht. Denn es zeigte, dass mit dem Kern einer spezialisierten ("differenzierten") Zelle irgendetwas geschehen musste, wenn er in eine Eizelle hineingelangt, was ihm die gesamte Bandbreite an Steuerungsmöglichkeiten (seine Totipotenz) zurückgibt, die er einst hatte.
Denn der Austauschkern macht aus der Eizelle ja nicht etwa Darmepithelzelle, in der er vorher war, sondern steuerte plötzlich die Embryonalentwicklung des Frosches.
Dies legte nahe, dass die Genomveränderungen im Kern, die dieser auf dem Weg zu einer spezialisierten ("differenzierten") Körperzelle erfahren hat, abänderbar ("reversibel") sind. Unter geeigneten Bedingungen, in der geeigneten Umgebung, z.B. wie sie in einer Eizelle vorherrschen, müssen bestimmte Faktoren der Eizelle auf den Kern einwirken und eine Art "reset" des Kerns bewirken, so dass er wieder alle Aufgaben übernehmen kann, die Embryonalentwicklung des Frosches zu steuern.
Die Leitfrage von Gurdon's Versuchen wäre also, "bleiben Körperzellen totipotent?"
Dies konnte er eindrucksvoll zeigen. Ja, das tun sie. Wenngleich man, bei kritischer Betrachtung, ein paar Abstriche machen muss. Denn nicht alle dieser Experimente funktionieren, oft stirbt der Embryo doch ab oder der Austauschkern unterstützt die Entwicklung nur bis zu zu einem gewissen Stadium (Kaulquappe) und wenn er es bis zum erwachsenen Stadium der Froschentwicklung unterstützt, dann sind diese Frösche unfruchtbar. Das zeigt, dass der Austauschkern doch nicht ganz gleich mit dem Original-Eizellkern zu sein scheint. LG
Die Darmzellen stammen von der Albinokaulquappe.