Markergen

„markiert“ die transformierten Zellen

Bei einer Transformation werden nur bei einem Bruchteil der Pflanzenzellen die neuen Gene eingebaut. Mit Hilfe des Markergens (auch: Selektionsmarker) kann der geringe Anteil an Zellen gefunden werden, der bei der Transformation die neuen Gene aufgenommen hat. Dazu wird das Markergen zusammen mit dem gewünschten Gen (= Zielgen oder Nutzgen) übertragen.

Die in der Gentechnik lange Zeit am häufigsten verwendeten Markergene sind Antibiotika- oder Herbizidresistenz-Gene. Sie funktionieren alle so, dass die veränderten Zellen Substanzen entgiften können, die eigentlich für sie tödlich wären. Zum Beispiel bewirkt ein Herbizidresistenz-Gen eine Unempfindlichkeit gegenüber dem Herbizid. Kommen die Zellen nach der Transformation mit der entsprechenden Substanz in Kontakt - etwa im Nährmedium - überleben nur diejenigen, die das Markergen und damit auch das Zielgen aufgenommen haben. Aus diesen Zellen werden die transgenen Pflanzen herangezogen.

Eine Alternative sind Stoffwechselmarker. Sie ermöglichen den Zellen bestimmte Stoffwechselvorgänge durchzuführen, zu denen sie sonst nicht in der Lage sind. Sie können dann im Gegensatz zu den nicht-transformierten Zellen auf bestimmten Nährmedien wachsen.

Andere Selektionsmarker ermöglichen es, die transformierten Zellen biochemisch, mikroskopisch oder photometrisch nachzuweisen. Verwendet man als Selektionsmarker beispeilsweise das Gen für das Green fluorescent protein (GFP), welches unter bestimmten Lichtquellen fluoresziert, lassen sich die transformierten Zellen unter dem Mikroskop erkennen.

Nach der Identifikation der transgenen Zellen werden die Markergene in der Regel nicht mehr benötigt. Daher gibt es eine Reihe von Methoden, Gentransfer ohne Marker oder auch die anschließende Entfernung der Markergene zu ermöglichen, z.B. mit Hilfe von TALENs oder Zinkfingernukleasen.

Die neuen Genome Editing-Methoden, zu denen neben TALENs und Zinkfingernukleasen auch die Genschere CRISPR/Cas gehört, kommen ohne Markergene aus.

Siehe auch

Transformation Gen Selektion transgen Antibiotikaresistenz-Gen Protein Gentransfer TALEN Zinkfingernukleasen Genome Editing CRISPR/Cas