Gentechnik in Medizin, Landwirtschaft und Industrie

Gentechnik setzt sich zum Ziel das Erbgut von lebenden Organismen zu verändern. Im Gegensatz zur klassischen Züchtung werden Gene direkt verändert, wobei Gene von unterschiedlichen Arten untereinander übertragen werden können. Eine neues Verfahren ist gerade dabei die Gentechnik zu revolutionieren.

CRISPR

Das Verfahren CRISPR-Cas9 ist im Gegensatz zu konventionellen Gene-Editing-Methoden (Einschleusen von Genen über Bakterien) billig, schnell und einfach. Aus Bakterien gewonnene Cas9-Proteine suchen den DNA-Strang gezielt nach Abschnitten ab und schneiden ihn an entsprechender Stelle. Gene werden anschließend eingefügt, entfernt oder deaktiviert. Denkbar ist neben der Veränderung des Genoms auch ein Eingriff in das Epigenom.

Anwendungen in Medizin, Landwirtschaft und Industrie

Die CRISPR-Methode beschleunigt den Fortschritt in den jeweiligen Anwendungsfeldern der Gentechnik. So erleichtert es die Grundlagenforschung in der Wissenschaft.

Heilung von Krankheiten

Gentechnische Methoden sollen helfen Pathogene (zum Beispiel Bakterien, Pilze, Viren) auszurotten oder Krankheiten zu heilen. Dies funktioniert aber lediglich bei monogenetischen Krankheiten, deren Ursache bei nur einem einzigen Gen liegt und bei denen in der Regel dieselbe Mutation auftritt.

Optimierung von Nutzpflanzen

In der Landwirtschaft wird die Technologie eingesetzt um die Eigenschaften von Nutzpflanzen zu verbessern. Dies kann bedeuten ertragreichere oder widerstandsfähigere Pflanzen zu erzeugen. Aber auch Eigenschaften wie der Geschmack können modifiziert werden. Neben Großkonzernen gibt es kleinere Bauern, die den Einsatz der Geneditierung befürworten.

Einsatz von CRISPR in der Keimbahn

Es ist möglich im Emryo, im Spermium oder in der Eizelle vererbbare Änderungen im menschlichen Genom durchzuführen. Dies ist aber unnötig, da oft andere, weniger riskantere Verfahren existieren um gewünschte Effekte (zum Beispiel das Abschalten eines Gens das zu einer krankheit beiträgt) zu realisieren.

Weitere Anwendungsfelder

Die Darpa forscht an gentechnisch veränderten Pflanzen, die Informationen sammeln und diese übermitteln. Biologische Sensoren können so in den Pflanzen zwecks Überwachung bestimmte Signale detektieren.

APT
Bildquelle: Darpa

Gentechnisch veränderte Organismen: Risiken

Unsere Gene sind durch die Evolution in einer Art Versuch- und Irrtumsprozess entstanden. Aus welchem Grund sollte ein genetischer Eingriff diese aus der Erfahrung der Menschheitsgeschichte optimierten Erbinformationen verbessern können? Die Interaktion von einzelnen Genen untereinander und mit der Umwelt ist so komplex, dass jegliche genetische Manipulation mit hohen Risiken verbunden ist. Hohe unbeabsichtigte Risiken und ein hohes Missbrauchspotential stehen einem teilweise nicht näher bekanntem Nutzen der Gentechnik gegenüber.

Genmanipulation von Pflanzen und Tieren

Zum einen stellt sich die rechtliche Frage, ob überhaupt Patente in der Gentechnik rechtmäßig sind, da Gene Produkte der Evolution sind und damit ein Erbe der gesamten Menschheit. Biotechnologiefirmen "entwickeln" neue Pflanzen um den Ertrag und die Effizienz von Nutzpflanzen zu erhöhen, melden Patente auf Saatgut an und erzielen dadurch hohe Gewinne. Was oft ignoriert wird ist die Tatsache, dass Biodiversität die Stärke der Evolution darstellt. Die Vielfalt an Lebewesen mit ihren individuellen Stärken und Schwächen hat es der Natur erlaubt, auf die sich ständig wechselnden Umweltbedingungen zu reagieren und neue Lösungen zu finden. Genoptimierte Monokulturen gefährden die Biodiversität, machen Pflanzen anfälliger für unvorhergesehene Krankheiten und erhöhen die Fragilität unserer Landwirtschaft. Die gleichen Gedanken können auf Nutztiere übertragen werden.

Genmanipulation von Menschen

Der Nutzen der Gentechnik für den Menschen liegt vor allem in der Beseitigung von Erbkrankheiten. Demgegenüber steht ein enormes Missbrauchspotential. Zum einen können Ideologien sich der Gentechnik bedienen um Menschen gemäß ihrer Ordnung zu "optimieren" oder um militärischen Nutzen aus der Gentechnik zu ziehen. Zum anderen kann Überheblichkeit zu unbeabsichtigten aber verheerenden Folgen führen. Auch wenn die Erkenntnisse des "Human Genome Project" zur Entschlüsselung des gesamten menschlichen Genoms sehr weit fortgeschritten sind, ist durch die Lokalisierung und Manipulation einzelner Gene nicht der gewünschte Effekt gesichert, da die Gen-Umwelt-Interaktion unvorhergesehene Auswirkungen haben kann. Als Reaktion auf diese Bedrohungen sollte das Bewusstsein für die Gefahren der Gentechnik gestärkt und eindeutige Beweise für Nutzen und Risiken von genetischen Eingriffen eingefordert werden.

Verantwortlich: Ioannis Alexiadis


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Literatur:

Darpa: Nature’s Silent Sentinels Could Help Detect Security Threats, zuletzt abgerufen: 02.03.2019.

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Maddalo, Danilo; Manchado, Eusebio: In vivo engineering of oncogenic chromosomal rearrangements with the CRISPR/Cas9 system. Nature volume 516, pages 423–427.

Then, Christoph: Handbuch Agro-Gentechnik: die Folgen für Landwirtschaft, Mensch und Umwelt. oekom, 2015.

Uhl, Matthias: Wem gehört die Evolution? Zur Frage der Nutzung genetischen Materials. Diss. Universitätsbibliothek Giessen, 1999.

Wuketits, Franz: Eine kurze Kulturgeschichte der Biologie. Mythen, Darwinismus, Gentechnik. Primus, 1998.