Embryosplitting: Klonen durch Teilen

Vertiefung zum ThemaKlonen

Eineiige Zwillinge sind der häufigste Klon der Welt: Jeden Tag entstehen sie überall, ganz ohne Labor. Dahinter steckt ein einfacher Vorgang – ein früher Embryo teilt sich. Genau den nutzt die Tierzucht seit Jahrzehnten gezielt aus.

Einfach erklärt

Diese Seite vertieft das Thema Klonen. Embryosplitting – das heißt: Man teilt einen frühen Embryo in zwei oder mehr Teile. Ein Embryo ist ein Lebewesen ganz am Anfang seiner Entwicklung. Aus jedem Teil wächst ein ganzes Tier. Die Tiere haben dasselbe Erbgut. Sie sind künstliche eineiige Zwillinge.

Das Vorbild kommt aus der Natur. Bei eineiigen Zwillingen teilt sich ein früher Embryo von selbst. Das klappt nur in den ersten Tagen. Dann sind die Zellen noch totipotent. Das heißt: Jede Zelle kann noch ein ganzes Lebewesen bilden.

In der Rinderzucht nutzt man das Verfahren seit den 1980er-Jahren. Aus einem Embryo von einem wertvollen Tier entstehen so zwei Kälber. Ihre Eigenschaften kennt man aber vorher nicht. Der Embryo ist ja eine neue Mischung aus seinen Eltern. Beim Menschen ist Embryosplitting in Deutschland verboten.

Merke: Embryosplitting teilt einen frühen Embryo und erzeugt so künstliche eineiige Zwillinge.

Eineiige Zwillinge: das natürliche Vorbild

Nach der Befruchtung teilt sich die Zygote immer weiter. Trennt sich dieser Zellhaufen in den ersten Tagen in zwei Gruppen, entwickelt sich aus jeder ein eigener Embryo. Beide stammen aus derselben befruchteten Eizelle und tragen dasselbe Erbgut: Sie sind eineiig (monozygot). Weltweit sind etwa 3 bis 4 von 1.000 Geburten eineiige Zwillinge, und diese Rate ist erstaunlich stabil – anders als bei zweieiigen Zwillingen, deren Häufigkeit mit dem Alter der Mutter und mit Kinderwunschbehandlungen steigt.

Spannend ist der Zeitpunkt der Teilung, denn er entscheidet darüber, was die Zwillinge sich später teilen. Die äußere Eihaut (Chorion) und die innere Eihaut (Amnion) entstehen nacheinander; was einmal gebildet ist, lässt sich nicht mehr aufteilen.

Teilung nach der Befruchtung	Was entsteht	Anteil (grobe Größenordnung)
bis Tag 3	zwei eigene Plazenten, zwei Fruchtblasen	etwa ein Drittel der Fälle
Tag 4 bis 8	gemeinsame Plazenta, aber zwei Fruchtblasen	die Mehrzahl der Fälle
ab Tag 9	gemeinsame Plazenta und gemeinsame Fruchtblase	selten
ab etwa Tag 13	die Trennung bleibt unvollständig (zusammengewachsene Zwillinge)	sehr selten

Daran erkennst du eine wichtige Grenze: Nur ganz am Anfang sind die Zellen so wenig festgelegt, dass aus jedem Teil noch ein vollständiges Lebewesen werden kann. Nach ein paar Tagen ist diese Fähigkeit verloren. Was totipotente, pluripotente und multipotente Zellen unterscheidet, erklärt die Seite Totipotent, pluripotent, multipotent.

So läuft künstliches Embryosplitting ab

Im Labor wird der Embryo in einem frühen Stadium unter dem Mikroskop geteilt. Dafür gibt es zwei Wege. Bei sehr frühen Embryonen trennt man die einzelnen Zellen (Blastomeren) voneinander und setzt jede in eine leere Eihülle, die vorher von einer anderen Eizelle gewonnen wurde. Bei etwas weiter entwickelten Embryonen wird der Zellhaufen mit einer feinen Klinge halbiert. Anschließend wachsen die Teile im Brutschrank weiter und werden auf Muttertiere übertragen (Abb. 1).

Mit jedem zusätzlichen Teil sinkt die Zahl der Zellen, aus denen ein Embryo starten muss. Eine Halbierung gelingt deshalb deutlich zuverlässiger als eine Vierteilung. In der Rinderzucht ist das Verfahren seit den 1980er-Jahren etabliert: Aus einem Embryo eines besonders wertvollen Tieres lassen sich so zwei Kälber gewinnen.

Bei Primaten wurde das Verfahren wissenschaftlich erprobt. 2000 berichtete eine Forschungsgruppe in den USA über den Rhesusaffen Tetra. Die Zahlen aus dieser Arbeit zeigen, wie aufwendig das ist: Aus 107 geteilten Embryonen entstanden 368 Teilstücke; nach 13 Übertragungen gab es vier Schwangerschaften – und ein lebend geborenes Tier. Tetra entwickelte sich aus einem Viertel eines Embryos; daher der Name.

Embryosplitting oder Zellkerntransfer?

Beide Verfahren erzeugen genetisch gleiche Lebewesen, unterscheiden sich sonst aber grundlegend.

	Embryosplitting	Zellkerntransfer
Ausgangsmaterial	früher Embryo nach einer Befruchtung	Körperzelle plus entkernte Eizelle
Erbgut	neu kombiniert, vorher unbekannt	das eines bereits lebenden Tieres
Zahl der Klone	meist zwei, selten mehr	grundsätzlich beliebig viele
Reprogrammierung nötig?	nein, die Zellen sind schon embryonal	ja, der Zellkern muss zurückgesetzt werden
Erfolgsrate	vergleichsweise hoch	sehr gering
Mitochondrien	alle aus derselben Eizelle	aus der Eizelle der Spenderin, nicht vom Kernspender

Der entscheidende Unterschied für die Zucht: Beim Splitting weiß man vorher nicht, welche Eigenschaften die Tiere haben werden, denn der Embryo ist eine neue Kombination seiner Eltern. Beim Zellkerntransfer dagegen kennt man das Ergebnis bereits – es ist die Kopie eines Tieres, das es schon gibt.

Vertiefung Oberstufe: Rechtslage beim Menschen und offene Fragen

In Deutschland regelt das Embryonenschutzgesetz (ESchG) den Umgang mit menschlichen Embryonen. Nach § 6 macht sich strafbar, wer künstlich bewirkt, dass ein menschlicher Embryo mit der gleichen Erbinformation wie ein anderer Embryo, ein Fötus, ein Mensch oder ein Verstorbener entsteht. Genau das wäre beim Embryosplitting der Fall. Verboten ist außerdem die Übertragung eines so entstandenen Embryos.

Dazu passt § 8: Als Embryo gilt nicht nur die befruchtete Eizelle ab der Kernverschmelzung, sondern auch jede totipotente Zelle, die sich bei Vorliegen der nötigen Bedingungen zu einem Menschen entwickeln kann. Eine einzelne abgetrennte Zelle eines sehr frühen Embryos ist nach dieser Definition selbst ein Embryo – sie darf also weder für Forschungszwecke verbraucht noch zum Klonen genutzt werden. Für die Praxis der Kinderwunschmedizin hat das Folgen: Bei einer Untersuchung am Embryo (Präimplantationsdiagnostik) dürfen in Deutschland nur Zellen entnommen werden, die nicht mehr totipotent sind.

Eine Frage, die sich daraus ergibt, ist eher philosophischer Natur: Ist der Embryo nach einer Teilung noch „derselbe“? Vertritt man die Ansicht, dass menschliches Leben mit der Verschmelzung von Ei- und Samenzelle als unteilbares Individuum beginnt, wirft die natürliche Entstehung eineiiger Zwillinge eine Schwierigkeit auf: Bis zu diesem Zeitpunkt wäre dann nicht festgelegt, ob aus dem Embryo ein Mensch wird oder zwei. Manche Fachleute setzen deshalb einen späteren Zeitpunkt an, etwa das Ende der Zwillingsbildung um den 14. Tag. Andere halten gerade die Unteilbarkeit nicht für entscheidend. Die Argumente dazu findest du unter Ist Klonen ethisch vertretbar?

Fachbegriffe

Embryosplitting

Künstliche Teilung eines frühen Embryos in mehrere entwicklungsfähige Teile.

monozygot (eineiig)

Aus einer befruchteten Eizelle hervorgegangen; genetisch gleich.

Blastomere

Einzelne Zelle eines Embryos in den ersten Teilungsstadien.

totipotent

Fähig, ein vollständiges Lebewesen samt Plazenta hervorzubringen.

Zona pellucida

Hülle aus Glykoproteinen um Eizelle und frühen Embryo.

Embryonenschutzgesetz

Deutsches Gesetz von 1990, das unter anderem das Klonen von Menschen verbietet.

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