Tiere
Ein echter Regenbogenfisch!
Ist das nicht ein schön schillerndes Schuppenkleid? Mutter Natur hatte hiermit nur wenig zu tun: Forscher haben den bunten Fisch im Labor geschaffen – allerdings nicht zur Zierde.
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Im Namen der Forschung
Die US-amerikanischen Wissenschaftler haben den Fisch im Labor gentechnisch so verändert, dass er in den schillerndsten Farben erscheint. Die Farben entstehen per Zufall durch rote, grüne und blaue fluoreszierende Proteine.
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Leuchtende Farben fürs Aquarium
Anders diese kleinen Kameraden: Auf der Taiwan Aquarium Expo 2014 in Taipei gab es unter anderem diese Fische zu sehen: Pterophyllum Scalare. Sie wurden gentechnisch so gezüchtet, dass sie leuchten. Aber nicht alle Fische, die eigene Leuchtkraft entfalten, sind durch Menschenhand entstanden. In der Natur gibt es viele weitere Beispiele leuchtender Tiere.
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Licht in der Unterwasserwelt
Die Leuchtqualle beginnt zu leuchten, wenn sie mechanisch gereizt wird, etwa durch Wasserturbulenzen. Der Experte spricht von Biolumineszenz, der Fähigkeit, selbst oder mit Hilfe von Bakterien Licht zu erzeugen. Dazu sind vor allem viele Meerestiere in der Lage.
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Ursache des Meeresleuchtens
Auch Einzeller können Licht produzieren, wie dieser Dinoflagellat. Er ist Teil des Meeresplanktons. Deformationen der Zellmembran durch brechende Wellen oder schnell schwimmende Fische lösen das Leuchten aus. So verwirren die Einzeller Fressfeinde.
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Strahlendes Hinterteil
Das bekannteste Beispiel für leuchtende Tiere sind die Glühwürmchen. Sie produzieren in ihrem Leuchtorgan die Substanz Luciferin und lassen diese mit Sauerstoff reagieren. Bei der nachfolgenden Reaktion entsteht Licht. Männchen und Weibchen kommunizieren über die Leuchtsignale miteinander.
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Licht in der Tiefsee
Auch viele Tiefseefische besitzen Leuchtorgane. So auch dieser Tiefsee-Beilfisch. Einige Tiefseebewohnern erzeugen Licht, um sich in der ewigen Dunkelheit besser zu orientieren. Andere locken damit Beute an.
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Auf ungewöhnlicher Wellenlänge
Auch Photostomias aus der Familie der Barten-Drachenfische leuchtet. Der Tiefseefisch hat Leuchtorgane hinter den Augen, die rotes Licht aussenden – eine für Meeresorganismen ungewöhnliche Farbe. Andere Meeresbewohner können die Lichtsignale dieser Fischart nicht wahrnehmen.
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Grün mit Gentechnik
Mäuse leuchten normalerweise nicht. Aber im Labor lässt sich das ändern. Forscher können die Tiere dazu bringen, in ihren Zellen das grün fluoreszierende Protein herzustellen. Dieses Eiweiß kommt natürlicherweise in einigen Quallenarten vor. Unter blauem Licht leuchtet die gesamte Maus dann grün – nur das Fell nicht.
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Alle Tiere und Farben
Theoretisch lassen sich mit der Gentechnik alle Tiere zum Leuchten bringen. Ein Forschungsinstitut in Uruguay erschuf beispielsweise diese Lämmer: Sie leuchten gelb, wenn sie mit UV-Licht bestrahlt werden.
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Im Namen der Forschung
Die US-amerikanischen Wissenschaftler haben den Fisch im Labor gentechnisch so verändert, dass er in den schillerndsten Farben erscheint. Die Farben entstehen per Zufall durch rote, grüne und blaue fluoreszierende Proteine.
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Leuchtende Farben fürs Aquarium
Anders diese kleinen Kameraden: Auf der Taiwan Aquarium Expo 2014 in Taipei gab es unter anderem diese Fische zu sehen: Pterophyllum Scalare. Sie wurden gentechnisch so gezüchtet, dass sie leuchten. Aber nicht alle Fische, die eigene Leuchtkraft entfalten, sind durch Menschenhand entstanden. In der Natur gibt es viele weitere Beispiele leuchtender Tiere.
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Licht in der Unterwasserwelt
Die Leuchtqualle beginnt zu leuchten, wenn sie mechanisch gereizt wird, etwa durch Wasserturbulenzen. Der Experte spricht von Biolumineszenz, der Fähigkeit, selbst oder mit Hilfe von Bakterien Licht zu erzeugen. Dazu sind vor allem viele Meerestiere in der Lage.
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Ursache des Meeresleuchtens
Auch Einzeller können Licht produzieren, wie dieser Dinoflagellat. Er ist Teil des Meeresplanktons. Deformationen der Zellmembran durch brechende Wellen oder schnell schwimmende Fische lösen das Leuchten aus. So verwirren die Einzeller Fressfeinde.
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Strahlendes Hinterteil
Das bekannteste Beispiel für leuchtende Tiere sind die Glühwürmchen. Sie produzieren in ihrem Leuchtorgan die Substanz Luciferin und lassen diese mit Sauerstoff reagieren. Bei der nachfolgenden Reaktion entsteht Licht. Männchen und Weibchen kommunizieren über die Leuchtsignale miteinander.
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Licht in der Tiefsee
Auch viele Tiefseefische besitzen Leuchtorgane. So auch dieser Tiefsee-Beilfisch. Einige Tiefseebewohnern erzeugen Licht, um sich in der ewigen Dunkelheit besser zu orientieren. Andere locken damit Beute an.
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Auf ungewöhnlicher Wellenlänge
Auch Photostomias aus der Familie der Barten-Drachenfische leuchtet. Der Tiefseefisch hat Leuchtorgane hinter den Augen, die rotes Licht aussenden – eine für Meeresorganismen ungewöhnliche Farbe. Andere Meeresbewohner können die Lichtsignale dieser Fischart nicht wahrnehmen.
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Grün mit Gentechnik
Mäuse leuchten normalerweise nicht. Aber im Labor lässt sich das ändern. Forscher können die Tiere dazu bringen, in ihren Zellen das grün fluoreszierende Protein herzustellen. Dieses Eiweiß kommt natürlicherweise in einigen Quallenarten vor. Unter blauem Licht leuchtet die gesamte Maus dann grün – nur das Fell nicht.
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Alle Tiere und Farben
Theoretisch lassen sich mit der Gentechnik alle Tiere zum Leuchten bringen. Ein Forschungsinstitut in Uruguay erschuf beispielsweise diese Lämmer: Sie leuchten gelb, wenn sie mit UV-Licht bestrahlt werden.
Diesen Fisch würden wohl viele Aquarium-Besitzer gerne ihr Eigen nennen, denn das schillernde Kerlchen stiehlt wahrscheinlich leicht allen anderen Zierfischen die Show. Aber nein, mit diesem Fisch haben Wissenschaftler keinen neuen Nemo oder Fabius (zwei berühmt-fischige Comic-Helden) erschaffen, mit ihm haben sie etwas ganz anderes vor: Forschung!
Das Team um Chen-Hui Chen und Kenneth Poss von der Duke University in Durham, Carolina, möchten mithilfe des Regenbogenfisches verstehen, wie verschiedene Zellen bei einer Verletzung zusammenwirken und Haut heilt. Dafür schafften sie ihn mit gentechnischen Methoden im Labor.
Jede einzelne Hautzelle des Tieres leuchtet in einer anderen Farbe. Besonders gut sieht man das unter dem Mikroskop (s. Bild). Hier reihen sich Hunderte bunte Tupfen aneinander. Der Effekt reiche bis in die kleinste Flossenspitze, erklären die Forscher im Fachblatt “Development Cell”.
Betrachtet man den Fisch unter dem Mikroskop, reihen sich Hunderte bunte Tupfen aneinander
Durch die vielen unterschiedlichen Farben können sie kleinste Zellveränderungen über Tage und Wochen nachverfolgen. “Bevor wir Geweberegeneration vollständig verstehen können, müssen wir in der Lage sein zu verfolgen, was jede einzelne Zelle tut”, erklärt Poss. Die Methode nennt sich “Skinbow”. Sie soll ein Wegbereiter für die Forschung sein: In einem einzigen Schritt lassen sich Hunderte oder Tausende Zellen in einem regenerierenden Gewebe sichtbar machen.
Rote, grüne, blaue Zellen
Die verschiedenen Farben entstehen per Zufall durch rote, grüne und blaue fluoreszierende Proteine, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit. So kommen mehr als 70 klar unterscheidbare Farbtöne zusammen – Verwechslung ausgeschlossen – so die Forscher. Die Farben würden nur in der äußersten Hautschicht gebildet und bleiben während der gesamten Lebenszeit der jeweiligen Zelle erhalten.
Neben dem Labor-Fisch entwickelten die Wissenschaftler gleich auch eine neue Software, mit der die Bildserien ausgewertet werden können. So könne man jede einzelne Zelle anhand ihrer eigenen Biografie analysieren. Bewegungen seien darin erfasst, etwa Größen- und Formveränderungen und andere Reaktionen auf eine Hautverletzung.
Regenbogen für Hirn und Haut
Eigentlich wurde die Technik entwickelt, um einzelne Neuronen im Gehirn einzufärben, dafür noch “Brainbow” genannt. Nun soll das System für ausgefeiltere Beobachtungsmöglichkeiten noch weiter ergänzt und mit anderen bildgebenden Techniken kombiniert werden.
hf/fs (dpa)