Modelleorganismen

Modelleorganismen sind Arten, die in der wissenschaftlichen Grundlagenforschung bevorzugt eingesetzt werden, weil sie biologisch und experimentell gut kontrollierbar sind. Typische Kriterien sind kurze Generationszeiten, einfache Zuchtbedingungen, umfassende genetische Werkzeuge, sequenzierte Genome und eine enge Verbindung zu breiten Forschungsfragen. Durch ihre Nutzung lassen sich grundlegende Prozesse der Biologie verstehen, deren Erkenntnisse oft auf andere Organismen, einschließlich des Menschen, übertragen werden können.

Zu den klassischen Modellorganismen gehören Bakterien wie Escherichia coli; Hefen wie Saccharomyces cerevisiae und Schizosaccharomyces pombe; der Fadenwurm Caenorhabditis elegans; die Fruchtfliege Drosophila melanogaster; die Pflanze Arabidopsis thaliana; der Zebrafisch Danio rerio; und Mäuse wie Mus musculus. Zusätzlich werden auch andere Arten gewählt, je nach Forschungsbereich, beispielsweise weitere Pflanzen oder Fische. Diese Organismen verfügen über umfangreiche genetische Ressourcen, Mutantenbibliotheken und gut annotierte Genome.

Modelle dienen der Erforschung von Genetik, Embryologie, Entwicklung, Zellbiologie, Neurobiologie und Erkrankungen. Die Ergebnisse tragen zum Verständnis von Grundlagenmechanismen, zu Krankheitsmodellen und zur Entwicklung von Therapien bei. Es existieren zentrale Wissensdatenbanken wie WormBase, FlyBase, Saccharomyces Genome Database (SGD), Mouse Genome Informatics (MGI) und Ensembl Plants, die Genomdaten, Mutanten, Expressionsdaten und Werkzeuge bereitstellen.

Gleichzeitig sind Modellorganismen Vereinfachungen der Realität. Ergebnisse müssen vorsichtig generalisiert werden, da erhöhte Komplexität, Organfunktionen und Umweltfaktoren in Menschen abweichen. Ethische Überlegungen beeinflussen die Nutzung verteilter Tiermodelle; Alternativen wie In vitro-Systeme oder Computersimulationen werden berücksichtigt. Die Wahl des Modells hängt vom Forschungsziel, der Relevanz zur Fragestellung und den verfügbaren Ressourcen ab.