Forscher mit neuen Einblicken in die Entwicklung des Auges Auch "falsche" Augen können sehen - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher mit neuen Einblicken in die Entwicklung des Auges

Auch „falsche“ Augen können sehen

Genetisch veränderte Taufliege Drosophila mit zusätzlichen Augen auf Fühlern. Die Augen wurden durch das Anschalten eines einzelnen Gens (Pax 6) hervorgebracht. © U. Kloter

Ein internationales Forscherteam hat zum ersten Mal nachgewiesen, dass die zusätzlichen Augen auf den Fühlern von genetisch veränderten Taufliegen tatsächlich sehtüchtig sind. Dies eröffnet langfristig neue Perspektiven für die Medizin, so die Wissenschaftler in der neuen Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „PNAS“.

Vor einigen Jahren gelang es dem Team um den Forscher Walter Gehring vom Biozentrum der Universität Basel bei der Taufliege Drosophila durch das gezielte Anschalten eines Gens – Pax 6 genannt – die Bildung von zusätzlichen Augen auf Fühlern, Beinen und Flügeln auszulösen.

Gehrings Forschungsergebnisse, die in der amerikanischen Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht wurden, erregten damals großes Aufsehen. Die New York Times titelte sogar „Scientists outdo Hollywood“ (Wissenschaftler übertreffen Hollywood), weil kurz zuvor Steven Spielbergs Film „Jurassic Park“ in die Kinos kam.

Wie entwickeln sich die Augen?

Die Forschungsergebnisse waren sensationell, aber das Hauptinteresse der Wissenschaftler galt dem vertieften Verständnis der Augenentwicklung. Gehring und Patrick Callaerts, heute Forschungsgruppenleiter in Belgien, arbeiteten weiter an ihrem Projekt. Zusammen mit kanadischen Forschern gingen sie der Frage nach, ob die transformierten Taufliegen mit ihren Zusatzaugen auf Fühlern, Beinen und Flügeln auch wirklich sehen können.

Die Wissenschaftler versuchten, mit einem Elektroretinogramm die Sehfähigkeit der transformierten Fliegen zu messen. Bei dieser Methode – die auch eingesetzt wird, um die Sehfähigkeit beim Menschen zu testen – werden die elektrischen Signale registriert, die bei Belichtung vom Auge zum Gehirn gesendet werden.

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Fühleraugen besonders funktionstüchtig

Die Forscher konnten zum ersten Mal zeigen, dass die zusätzlichen Fliegenaugen funktionieren und ihre Signale zum Gehirn senden. Als besonders funktionstüchtig zeigten sich die Fühleraugen. Ihre Nervenfasern folgen dabei dem Antennennerv, der normalerweise Geruchswahrnehmungen übermittelt, und wachsen bis ins Antennenzentrum des Gehirns.

Dort bilden sie funktionierende Synapsen, erreichen aber nicht die optischen Zentren des Gehirns, die bereits von den Nervenfasern der normalen Augen belegt sind. Die korrekte Verarbeitung der Nervensignale im Gehirn ist zwar nicht möglich, aber die Testergebnisse des Elektroretinogramms zeigen, dass die zusätzlichen Augen funktionstüchtig sind.

Pax 6 setzt Augenentwicklungsprogramm in Gang

In seiner neuen Studie konnte das internationale Forscherteam um Gehring nun beweisen, dass sich durch das Anschalten von Pax 6 das gesamte Augenentwicklungsprogramm in Gang setzen lässt und sich funktionsfähige Augen ausbilden.

Das entsprechende Pax-6-Gen kommt im ganzen Tierreich vor und spielt auch beim Menschen eine Schlüsselrolle in der Augenentwicklung sowie in den Stammzellen der Netzhaut und des Gehirns. Die Wissenschaftler hoffen, dass dieser Befund langfristig zu wichtigen Anwendungen in der Medizin führt.

(idw – Universität Basel, 27.06.2008 – DLO)

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