Geschlechtsbestimmung im Brutei ohne Kükentöten
In der Hühnerzucht werden im Wesentlichen nur zwei Rassen verwendet: Masthühner (Fleisch) und Legehennen (Eier). „Die männlichen Geschwister von Legehennen legen jedoch keine Eier und haben schlechte Masteigenschaften“, erklärt Yehuda Elram, Mitbegründer und Geschäftsführer des Unternehmens eggXYt in Israel, dessen Großeltern einen Legehennenbetrieb hatten. Jährlich werden weltweit etwa sieben Milliarden männlicher Küken – d. h. die Hälfte aller Jungtiere – geschreddert. Da die Punktierung der Eier für Gentests allerdings teuer ist und das Kontaminationsrisiko hoch, entwickelte das Projekt eggXYt einen genetischen Biomarker, der das männliche Chromosom bereits im Ei anzeigt und mit dem neuen molekularbiologischen Verfahren CRISPR-Geneditierung in das Genom eingefügt wird. Im eigens von eggXYt konstruierten Scanner produzieren männliche Eier dann ein Fluoreszenzsignal.
Gentechnisch erzeugte „Supermom“-Henne
„Voraussetzung war die gentechnische Erzeugung einer ‚Supermom‘-Henne für die Zucht und Vermehrung“, so Elram, deren männliche Küken den Biomarker in sich tragen. Eliran Kadosh, Forschungsleiter bei eggXYt, erklärt: „Mit dem CRISPR-Verfahren konnten wir die DNA des Huhns an einer vorbestimmten Stelle des Genoms schneiden, ohne dabei die Expression anderer Gene zu verändern, um Entwicklung, Wohlbefinden, Lebensfähigkeit oder Fruchtbarkeit des Huhns nicht zu stören. Es erlaubt aber den Einbau und die effiziente Expression unseres rot fluoreszierenden Proteins.“ Diese Aufgabe zu lösen war nicht einfach. Die primordialen Keimzellen von Hühnern sind empfindlich und erfordern spezifische Laborbedingungen. Ihre Extraktion und Züchtung ist laut Kadosh schwierig. „Durch eine entsprechende genetische Modifikation konnten wir sie nun so verändern, dass das Geschlecht erkennbar wird.“
Gemeinsam entwickelter Scanner
Das Team entwickelte eine völlig neue Scanner-Technologie und generierte eine gentechnisch veränderte Henne, wofür mehrere Aspekte getestet werden mussten wie Lichtquelle, Einfallswinkel und Lichtstärke sowie die Temperatur im Ei, führt Kadosh weiter aus. Der Scanner erkennt über die Wellenlänge des genetischen Fluoreszenzmarkers im Ei das Z-Chromosom für männliches Geschlecht. „Schwierig war die Konstruktion des Scanners, da anfangs nicht klar war, welche Daten hierfür erfasst werden müssen“, doch Kadosh zufolge gelang es schließlich, das erwartete Signal einer genetisch veränderten Zelle nachzuahmen und auszuwerten. Wie sich zeigte, ist das Autofluoreszenzsignal von Ei zu Ei unterschiedlich. „Trotzdem liegt das Signal in den meisten Eiern auf einer spezifischen Region, was eine recht genaue Unterscheidung zwischen markierten (männlichen) und unmarkierten (weiblichen) Eiern ermöglicht“, vermerkt Kadosh.
Verwertung unbebrüteter männlicher Eier
Die weiblichen Hühner bleiben gentechnisch unverändert, betont Elram. „Die weibliche Genetik haben wir nicht verändert. Alle Eier mit männlichen Kücken erhalten jedoch das Z-Chromosom vom markierten ‚Mutter‘-Huhn.“ Die unbebrüteten männlichen Eier sind dann anderweitig verwertbar, etwa als Zusatzstoff in Kosmetikprodukten. Dies spart Kosten für Bebrütung, Geschlechtsbestimmung und Keulung und senkt den CO2-Ausstoß. Die Geschlechtsbestimmung der Küken übernehmen dann hochqualifizierte Fachkräfte („Sexer“). „Vor allem profitiert davon der Tierschutz, da nicht länger Unmengen wirtschaftlich unrentabler Tiere produziert werden“, schließt Elram.
Schlüsselbegriffe
eggXYt, Hühner, Geflügel, Eier, Gen-Editing, CRISPR, männliches Chromosom, Biomarker, Bebrütung, Tierschutz
