Moskitos übertragen verschiedenste für den Menschen gefährliche Infektionskrankheiten wie Malaria, Dengue und Gelbfieber. Dazu gehört auch die Afrikanische Tigermücke Aedes aegypti, einer der Hauptüberträger von Dengue, die 2015 durch die Zika-Epidemie in Südamerika in den Fokus der Aufmerksamkeit gerückt war. Mit der umweltfreundlichen Bekämpfung dieser Mücke beschäftigt sich die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Marc F. Schetelig am Institut für Insektenbiotechnologie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU).

Um Malaria, Dengue und Gelbfieber einzudämmen, sind alternative Strategien zur Kontrolle der Überträger dringend notwendig. Aktuell werden gegen Moskitos hauptsächlich Insektizide eingesetzt. Diese können nicht nur Nebenwirkungen auf Mensch und Umwelt haben, sondern sind in zunehmendem Maße auch wirkungslos, da die Insekten Resistenzen gegen die Wirkstoffe entwickeln.

Eine alternative Strategie, die vielfältige Ansätze zur nachhaltigen Bekämpfung erlaubt, ist die genetische Modifikation von Moskitos. Mit Hilfe bestimmter Enzyme (Rekombinasen) lassen sich diese Modifikationen ortsspezifisch vornehmen. Dem Gießener Team ist nun die erfolgreiche ortspezifische Modifikation des Tigermücken-Genoms mit Hilfe der sogenannten Cre-Rekombinase gelungen. Die bisher gängigsten Methoden zur Erzeugung transgener Insekten beruhen auf einer zufälligen Integration ins Genom, was oft mit Nachteilen für die Fitness der transgenen Insekten und für die Funktion des Transgens einhergeht.

Nun steht eine weitere Methode zur spezifischen Veränderung des Genoms der Tigermücke zur Verfügung. Sie hat gegenüber den bisherigen Methoden – der phiC31-Rekombinase und der CRISPR-Methode, mit der sich DNA gezielt schneiden und verändern lässt – den Vorteil, dass die Modifikation nicht nur reversibel ist, sondern auch beliebig erweitert und neuen Anforderungen angepasst werden kann. Die neue Methode erlaubt zudem, verschiedene transgene Strategien am selben Integrationsort im Genom miteinander zu vergleichen. Nur so ist ein direkter Vergleich ohne unterschiedliche genomische Einflüsse möglich. Damit lässt sich neben der Funktion und Wirksamkeit der genetischen Modifikationen auch deren Stabilität im Genom beurteilen. „Diese drei Eigenschaften sind wesentliche Kriterien für die Risikoabschätzung der transgenen Systeme, einem zentralen Aspekt bei einer eventuellen Freisetzung der Insekten zur umweltfreundlichen Schädlingsbekämpfung“, so Dr. Irina Häcker, Leiterin des Projekts.

Das Projekt wurde im Rahmen des Emmy Noether Programms (SCHE 1833 / 1-1) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) durchgeführt und ergänzt die Bestrebungen der Gruppe von Prof. Schetelig, umweltfreundliche und sichere Strategien für die Bekämpfung von Schad- und Vektorinsekten zu entwickeln.

Publikation:
Häcker I, Harrell II RA, Eichner G, Pilitt KL, O’Brochta DA, Handler AM & Schetelig MF (2017): Cre/lox-Recombinase-Mediated Cassette Exchange for Reversible Site-Specific Genomic Targeting of the Disease Vector, Aedes aegypti. Scientific Reports, 7:43883
DOI: 10.1038/srep43883

Kontakt:
Prof. Dr. Marc F. Schetelig
Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut für Insektenbiotechnologie
Winchesterstraße 2, 35394 Gießen
Telefon: 0641 99-39504

idw 2017/03