Technologien der Zukunft: Genome Editing

Technologien der Zukunft: Genome Editing

Die Gentechnik ist seit vielen Jahren in der Presse und wir haben alle schon von „Genmais“ gehört und die „Non-GMO“-Sticker auf manchen Lebensmitteln gesehen.

Die gezielte Veränderung von Genen kann aber sehr viel mehr, als nur besseren (?) Mais herstellen. Moderne Verfahren wie CRISPR/Cas9 könnten in naher Zukunft Möglichkeiten eröffnen, die bisher völlig undenkbar waren.

Die große Hoffnung ist es, die großen Probleme der Menschheit (Ernährung, Ökologie, Medizin, …) mithilfe dieser Technologien in den Griff zu bekommen. Keine kleine Aufgabe!

Genome Editing: Worum geht es?

Dieser Artikel hat natürlich nicht das Ziel, ein paar Semester Biologie zu ersetzen. Nichtsdestotrotz wollen wir uns die „neue“ Gentechnik 2.0 anhand von CRISPR/Cas9 einmal etwas näher ansehen.

Das Ziel von modernem Genome Editing ist es, gezielt und ohne Spuren zu hinterlassen, Veränderungen am Erbgut eines Lebenwesens vornehmen zu können. Wie mit einer Schere sollen Stücke des Erbgutes herausgeschnitten oder ersetzt werden.

Die Methode, die momentan am meisten diskutiert wird, heißt CRISPR/Cas9 und wurde insbesondere von einer Arbeitsgruppe um Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna (2012) entwickelt und dokumentiert.

CRISPR/Cas9 ist ein System, dass man vor allem im Zusammenhang mit Bakterien finden kann. CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) sind Abschnitte von sich wiederholender DNA im Erbgut und Cas9 das dazugehörige Protein. Zusammen stellen sie einen Teil der Verteidigung gegen fremdes Erbgut (z.B. Viren) dar. Das besondere: Cas9 kann das Erbgut an beliebigen Stellen zerschneiden.

Aus diesem Grund kann der CRISPR/Cas9-Mechanismus genutzt werden, um gezielt als „Schere“ für die DNA verwendet zu werden. Dabei wird Cas9 eine bestimmte Erkennungssequenz (Erkennungs-RNA) eincodiert. Wenn es nun in der Ziel-DNA diese Sequenz findet, schneidet Cas9 die doppelsträngige DNA an genau der Stelle, die vorgegeben wurde.

Was bringt uns das?

Die Gentechnik ist seit vielen Jahren eine umstrittene Technologie, die immer wieder zu hitzigen Debatten führt.

Auf der Seite der Befürworter stehen drei sehr starke Argumente: Die Technologie kann uns dabei helfen, unsere Ernährung (z.B. Nutzpflanzen und Nutztiere) langfristig zu sichern. Außerdem könnte es zu Durchbrüchen in der Industrie (z.B. Treibstoffe oder Materialien) kommen, die langfristig ökologische und technologische Probleme lösen können. Schlussendlich wird die Technologie in der (Bio)medizin (z.B. Erbkrankheiten, neue Therapieformen) für Fortschritte sorgen, die bisher unvorstellbar waren.

Auf der Seite der Kritiker müssen wir ganz grundsätzlich zwischen ethischen und moralischen Bedenken (Eingriff in die „Natur“, Monopolisierung der Technologie, gnadenloses Fortschrittsdenken, wachsende Ungleichheit, Patente, …) und ökologischen/technischen Bedenken (ungeklärte gesundheitliche Folgen, eventuell unabschätzbare genetische Langzeitfolgen, Resistenzen, unkontrollierte Verbreitung) unterscheiden.

Während all diese Argumente Beachtung finden müssen (dafür ist hier nicht der Ort) müssen wir am Ende in jedem Fall Abwägungen zwischen den Vorteilen und den Risiken treffen. Für die ganz großen Probleme der Menschheit scheint die Technologie aber auf jeden Fall ein möglicher Schlüssel zu sein.

Wo stehen wir?

Die Forschung zu CRISPR/Cas9 geht, trotz der oben angesprochenen Risiken, in rasender Geschwindigkeit nach vorne. Besonders bedeutsam ist dabei, wie einfach der Einsatz der Technologie ist. CRISPR/Cas9 kann verhältnismäßig einfach, auch in kleinen Labors, verwendet werden.

Viele Fragen sind noch ungeklärt – auch welche der vielen Versprechen tatsächlich eingehalten werden können. Dennoch ist das Potential der Technologie, nicht nur von CRISPR/Cas9, extrem groß.

Jüngst lässt sich aber, zum Beispiel in China (Nature Artikel), sehen, dass die Technologie stärker reguliert wird. Ausschlaggebend dafür war, unter anderem, der Skandal um He Jiankui, der unter ethisch extrem fragwürdigen Bedingungen in seinem Labor die DNA von Embroys verändert haben will, um diese gegen HIV zu immunisieren.

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