Thematischer Hintergrund

Modellorganismus Fadenwurm – was C. elegans über unsere Gene verrät

Sie gelten als einfache Tiere, als „Fußvolk“ der Evolution, als Organismen ohne große Intelligenz und Verstand. Und trotzdem haben sich die Fruchtfliege Drosophila melanogaster oder der Fadenwurm Caenorhabditis elegans bei Wissenschaftlern längst unentbehrlich gemacht.

Denn es handelt sich bei ihnen um Modellorganismen, an denen man bisher ungelöste Probleme der Genetik, der Stoffwechselphysiologe oder der Entwicklungsbiologie besonders gut untersuchen kann.

Was passiert in den ersten Momenten des Lebens, wenn aus einem einzelligen Organismus ein mehrzelliger wird? Wie werden Gene stumm geschaltet? Auf diese und viele andere Fragen hat die Forschung mithilfe des nur rund einen Millimeter großen Nematoden C. elegans mittlerweile eine Vielzahl von Antworten geliefert.

Die amerikanischen Wissenschaftler Andrew Fire und Craig Mello machte er berühmt, denn an C. elegans konnten sie zeigen, dass es sich beim so genannten „gene silencing“, auch RNA-Interferenz (RNAi) genannt, um einen grundlegenden Mechanismus der Genregulation handelt. Sie entschlüsselten die Details seiner Funktionsweise und erhielten dafür im Jahr 2006 den Nobelpreis für Medizin.

Mittlerweile hat sich die RNAi-Technik zu einem wichtigen Instrument in der Biologie und Biomedizin entwickelt. Mit ihrer Hilfe können Forscher in Pflanzen, Fliegen oder eben Würmern die Expression jedes beliebigen Gens unterdrücken und so etwas über seine Funktion erfahren. In jüngster Zeit waren Versuche erfolgreich, in menschlichen Zellen und in Versuchstieren gezielt bestimmte, krankmachende Gene auf diese Weise zu blockieren. So gelang es beispielsweise, ein Gen, das hohe Cholesterinspiegel im Blut auslöst, im Tierversuch mittels RNA-Interferenz zu hemmen.

Zukünftig könnte die Methode gegen Virusinfektionen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Stoffwechselstörungen und verschiedene andere Krankheiten eingesetzt werden.

Ein Unterricht zum Thema „Fadenwurm“ informiert die Schüler nicht nur über die Bedeutung von Modellorganismen für die Wissenschaft, sondern erlaubt an diesem Beispiel auch einen Blick hinter die Kulissen der modernen Forschung.

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