X-Chromosomen-Inaktivierung

Klon ist nicht gleich Klon

„Cc“, die erste Klonkatze der Welt, hat dunkle Streifen in ihrem weißen Fell. Seine Erbgutspenderin Rainbow hingegen ist eine so genannte Schildpattkatze, hat also dreierlei Fellfarben: orange, dunkle Streifen und weiß. Die zwei Tiere sehen also unterschiedlich aus, obwohl sie genetisch identisch sind.

Eine Fellfärbung, wie sie Rainbow aufweist, kommt praktisch nur bei weiblichen Katzen vor, also bei Tieren mit zwei X-Chromosomen. Eines der beiden X-Chromosomen trägt das Allel für orangefarbenes Fell, das andere jenes für dunkles Fell (das durch ein weiteres Gen gestreift erscheint). Die weiße Farbe ist hier nicht von Belang.

Bei der frühen Entwicklung des Embryos wird in jeder Zelle nach dem Zufallsprinzip eines der beiden X-Chromosomen stumm geschaltet. Die Details dieses Vorgangs sind noch weitgehend unbekannt. Die Folge ist jedoch ein Mosaik aus Zellen, in denen jeweils ein anderes X-Chromosom aktiv ist. Diese Eigenschaft wird später auch bei der Zellteilung und beim Wachstum weitergegeben, so dass größere Bereiche entstehen, in denen jeweils das eine oder das andere X-Chromosom aktiv ist.

Der Körperbereich des Muttertiers, aus dem die Spenderzelle entnommen wurde, bestimmt die Fellfärbung des Klon-Kätzchens.
Der Körperbereich des Muttertiers, aus dem die Spenderzelle entnommen wurde, bestimmt die Fellfärbung des Klon-Kätzchens.

Dieses Mosaik kann man später an der Fellfärbung der Katze sehen: Je nachdem, welches X-Chromosom aktiv ist, bilden die Haarzellen dann Bereiche orangefarbener oder dunkler Haare. Allerdings beschränkt sich diese Aktivierung nicht auf die Hautzellen. Der ganze Körper einer Schildpattkatze besteht aus solchen Bereichen unterschiedlicher Zellen, in denen eines der beiden X-Chromosomen stumm geschaltet ist.

Auch die Zelle, die Rainbow für das Klonen entnommen wurde, hatte nur ein aktives X-Chromosom – hier war offenbar das Gen für dunkles Fell aktiv. Beim Einsetzen des Erbgutes in die entkernte Eizelle wurden zwar alle Zellschalter auf Anfang gesetzt, so dass sich wieder ein normaler Embryo entwickeln konnte. Doch zur Überraschung der Forscher blieb die Aktivierung des X-Chromosoms festgegelgt. In Cc entstand deshalb kein Mosaik, und deshalb fehlt Cc auch das Orange in seinem Fell.

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