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Nachwachsende Organe: Das Geheimnis des Zebrafischs

Von Maren Wernecke

Kaputt ist kaputt - zumindest beim Menschen. Ein abgefrorener Zeh wächst nicht nach, eine kaputte Niere heilt nicht von selbst. Viele Tiere verfügen dagegen über erstaunliche Erneuerungskräfte. Deutsche Forscher haben nun herausgefunden, wie das bei Zebrafischen funktioniert.

Zebrafisch: Wundersame Regeneration Fotos
Gerrit Begemann

Konstanz - Eigentlich müsste der kleine Zebrafisch schlimm aussehen. Vor gut zwei Wochen wurde ihm die halbe Schwanzflosse gekappt. Doch im Aquarium ist das Tier kaum von seinen unversehrten Artgenossen zu unterscheiden - denn die Flosse ist bereits nachgewachsen. Wie ein Fächer ziehen Dutzende Knochenstrahlen vom Rumpf bis zur Schwanzspitze, dazwischen schimmert zartes Bindegewebe. Pigmentzellen geben der Flosse ihre typische Streifenfärbung. Auch Blutgefäße und Nervenzellen verrichten ihre Arbeit, als ob die Flosse nie abgeschnitten worden wäre.

Wie und warum das funktioniert, haben nun Wissenschaftler der Universität Konstanz herausgefunden: Sie konnten erstmalig zeigen, dass Retinsäure für die Regeneration unverzichtbar ist. Mit ihrem Bericht im Fachmagazin "Development" schließen sie eine seit fast drei Jahrzehnten bestehende Forschungslücke.

Während Menschen verletzte Gliedmaßen und Organe nur sehr bedingt regenerieren können, haben Fische und Amphibien erstaunliche Selbstheilungskräfte. Seit langem ist bekannt, dass zum Beispiel bei Molchen und Salamandern verlorene Extremitäten wieder nachwachsen. Als Paradebeispiel gilt der Axolotl, doch auch Zebrafische zählen zu den Meistern der Regeneration: Ihnen können nicht nur Flossen nachwachsen, sondern auch der Herzmuskel, der Sehnerv oder das Rückenmark.

Vitamin-A-Abkömmling benötigt

"Da die Schwanzflosse kein überlebenswichtiges Organ ist, eignet sie sich hervorragend, um die molekularen Mechanismen der Regeneration zu untersuchen", sagt Gerrit Begemann, Leiter der Konstanzer Forschungsgruppe. Sobald eine Flosse gekappt wird, beginnt ein aus mehreren Zellschichten bestehendes Wundgewebe die Verletzung zu verschließen. Gleichzeitig verlieren die Zellen im Stumpf ihre typischen Eigenschaften, die sie etwa als Knochen- oder Bindegewebszellen auszeichnen. Stattdessen formen sie einen Verband aus Zellen, die sich sehr schnell teilen und schließlich neues Gewebe bilden können: das sogenannte Blastema.

Wie die Konstanzer Wissenschaftler zeigen konnten, benötigt der Prozess Retinsäure: Das aus Vitamin A erzeugte Molekül schaltet bei Tieren wie Menschen bestimmte Gene ein, die für die Entwicklung wichtig sind. "Eine künstlich gesteigerte Konzentration an Retinsäure erhöht die Zellteilungsrate im Blastema", sagt Begemann. "Sobald wir aber durch eine gezielte genetische Veränderung die Fische vorübergehend daran hindern, Retinsäure zu produzieren, bildet sich auch kein Blastema mehr."

Nachwachsende Zellen vorm Tod bewahrt

Nicht nur das: Ohne Retinsäure stirbt das Blastema in bereits wiederhergestellten Flossenteilen sogar ab. Überrascht sahen die Forscher zu, wie bei den genetisch manipulierten Zebrafischen die nachwachsende Schwanzflosse innerhalb weniger Stunden zu schrumpfen begann - ein dramatischer Effekt, der sich nun jedoch erklären lässt. Denn Retinsäure ermöglicht offenbar nicht nur das Wachstum des neuen Zellverbands. Das Molekül wird auch vom Blastema selbst produziert, um sich zu schützen.

"Eigentlich müsste übermäßiges Zellwachstum im Körper, wie man es ja auch bei Krebs findet, bekämpft werden", sagt Begemann. "Die Retinsäure aber aktiviert ein Gen, das die nachwachsenden Zellen vor dem Tod bewahrt." Mit diesem Mechanismus sichern die Zellen des Blastemas ihr eigenes Überleben.

Mit ihren Erkenntnissen bringen die Konstanzer Wissenschaftler die Grundlagenforschung zur Regeneration einen Schritt voran. Sie hoffen, dass ihre Forschung auch bei der Erforschung der menschlichen Wundheilung hilft. Wenn Wissenschaftler die Signalmechanismen bei einem tierischen Organismus durchschauten, könne das vielleicht klären, warum Menschen Körperteile und Organe kaum regenerieren können, sagt Begemann.

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insgesamt 15 Beiträge
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1. ZebraBÄRBLING!
zahlmeister69 26.12.2011
Zitat von sysopKaputt ist kaputt - zumindest beim Menschen. Ein abgefrorener Zeh wächst nicht nach,*eine kaputte*Niere heilt nicht von selbst. Viele Tiere verfügen dagegen über erstaunliche Erneuerungskräfte. Deutsche Forscher haben nun herausgefunden, wie das bei Zebrafischen funktioniert. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,804216,00.html
Die Fische heißen Zebrabärblinge.
2. Klugschei...
earl grey 26.12.2011
Zitat von zahlmeister69Die Fische heißen Zebrabärblinge.
Klugschei... Wenn schon Wikipedia, dann auch richtig: Der Zebrabärbling (Danio rerio, früher Brachydanio rerio, im Laborjargon wegen des englischen Namens zebrafish auch als *Zebrafisch* bezeichnet)...
3. Retinsäure
Inuk 26.12.2011
Zitat von sysopKaputt ist kaputt - zumindest beim Menschen. Ein abgefrorener Zeh wächst nicht nach,*eine kaputte*Niere heilt nicht von selbst. Viele Tiere verfügen dagegen über erstaunliche Erneuerungskräfte. Deutsche Forscher haben nun herausgefunden, wie das bei Zebrafischen funktioniert. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,804216,00.html
Vielleicht sollte mein Sohn, anstatt die Orthopädie-Technik zu erlernen, lieber Chemie studieren. Es ist beeindruckend, was die Konzentrierung von Retinsäure so alles bewirken kann. Es wäre schön, wenn es der Humanmedizin gelingen würde, beschädigte Organe oder Gliedmaßen nachwachsen zu lassen.
4.
+morrison+ 26.12.2011
Zitat von earl greyKlugschei... Wenn schon Wikipedia, dann auch richtig: Der Zebrabärbling (Danio rerio, früher Brachydanio rerio, im Laborjargon wegen des englischen Namens zebrafish auch als *Zebrafisch* bezeichnet)...
Zebrafisch ist schlicht und einfach falsch. Das hat nichts mit Klugscheißen zu tun. Das hier ist nicht der Smalltalk zwischen Labormitarbeitern, sondern ein populärwissenschaftlicher Artikel auf Spiegel Online.
5. großes Fragezeichen
irreal 26.12.2011
Zitat von sysopKaputt ist kaputt - zumindest beim Menschen. Ein abgefrorener Zeh wächst nicht nach,*eine kaputte*Niere heilt nicht von selbst. Viele Tiere verfügen dagegen über erstaunliche Erneuerungskräfte. Deutsche Forscher haben nun herausgefunden, wie das bei Zebrafischen funktioniert. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,804216,00.html
Also ich warte noch darauf, dass Forscher endlich mal erforschen was beim Hai dazu führt, dass seine Zähne ständig nachwachsen. Das hat zwar nicht unbedingt mit der fixen Idee des "Wollt ihr ewig leben" zu tun, aber es wäre mindestens für den Menschen ein wahrer Segen. Und zum Thema Genmanipulation wäre vielleicht noch zu erwähnen, wie kann es sein, dass ein Junge im Urwald eine starke und lebensbedrohliche Infektion überlebt, indem ein sogenannter "hoher priester" ihn 20 Stunden beständig besingt in monotonen Tönen, ihn beständig betatscht an allen Körperteilen und ihn beständig nicht zur Ruhe kommen läßt? Was schafft der pure Glauben mindestens im Menschen und ist dieser vergleichbar mit der "Unwissenheit" der Tiere? Und sind nicht die Bakterien die wahren Feinde höher entwickelten Lebens, die da eher schmarotzermäßig auftreten? Und die da ohne einen menschlichen Verstand sich dessen Verteidigung mitlerweile wehren in Form von Multiresistenzen? Das ist doch eigentlich viel wichtiger als ein verlorener Zeh oder ne kaputte Niere, weil die Symptome bestehen meist erst wenn die Generation in Folge gesichert ist und an irgendetwas muss der Mensch nun mal sterben. Und nur weil wir es wissen, dass es so ist, genau deshalb wollen wir ewig leben, wie das Tier. Das ist das Paradies. Wer es versteht. MFG
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