Die Methode der Schmetterlingsstudie englisch erläutert.
Gamboa/Wien – Schmetterlinge bilden mit knapp 160.000 Arten die drittgrößte Gruppe des gesamten Tierreichs. Besondere Buntheit erreichen die Lepidoptera wegen der oft auffälligen Färbung ihrer Flügel. Unmittelbar dafür verantwortlich sind sowohl Pigmente wie auch Schuppen, die für Lichtbrechungen und das spezielle Schillern sorgen.
Genetische Einblicke mit CRISPR
Was aber steckt genetisch hinter den faszinierenden Farben und Mustern? Dieser Frage ging ein internationales Forscherteam um Owen McMillan (Smithsonian Tropical Research Institute in Gamboa / Panama) bei sieben verschiedenen Schmetterlingsarten und unter Zuhilfenahme der sogenannten Gen-Schere CRISPR nach, die das "Editieren" von DNA und das Abschalten von Genen extrem erleichtert.
Bei den Experimenten der Forscher hatte sich bereits gezeigt, dass ein einzelnes Gen namens WntA enorme Effekte hat. Wie man seit einigen Jahren vermutet, gehört WntA auch bei anderen Insektengruppen zu jenen wenigen Genen, die bei der Entwicklung der Tiere und ihres Körperbaus eine entscheidende Rolle spielen. Außerdem codiert es ein sogenanntes Morphogen, das für die Positionierung verschiedener Zellen in einem Gewebe sorgt. Doch der experimentelle Beweis dafür fehlte noch.
Genabschaltung mit bunten Folgen
Also schalteten die Forscher mittels CRISPR in Schmetterlingseiern von sieben verschiedenen Arten das Gen aus und beobachteten, was passierte. Die Folgen waren erstaunlich und fast so bunt wie die Schmetterlinge selbst Bei einigen Spezies führte das ausgeschaltete Kontroll-Gen zu verkehrten Flügeln, bei Passionsfaltern (siehe Foto) führte es zu veränderten Streifen und einer anderen Musterung.
Bei Monarchfaltern stellte sich eine andere Struktur der Äderchen ein, und bei wieder anderen Arten veränderten sich die Pigmente und jeweils einfärbigen Schuppen, was für andere Lichtbrechungen sorgte.
Evolutionäres Erkenntnisinteresse
Wozu das Ganze? Wollen die Forscher mit den Experimenten gentechnisch veränderte Arten in die Welt setzen? Natürlich nicht. Die Experimente dienen vielmehr dazu, besser zu verstehen, wie es evolutionär zu dieser enormen Faltervielfalt kommen konnte. Und auch für diesen Zweck, also für neue Erkenntnisse in der Phylogenetik, erweist sich die Gen-Schere als höchst brauchbares Instrument (tasch, 18.9.2017)