27. Jul 2014

„Gene drive“ – die Genmanipulation ganzer Populationen

Ein Eingriff ins Erbgut wild lebender Organismen, der sich in der ganzen Population ausbreitet – was vor zehn Jahren als utopische Idee formuliert wurde, könnte bald Wirklichkeit werden. Wissenschaftler wollen zuvor eine öffentliche Diskussion anstoßen.

Wer die Genmanipulation von Nutzpflanzen grundsätzlich ablehnt, dem wird eine Methode namens „gene drive“ einen Schauder über den Rücken jagen – hierbei werden potentiell ganze Populationen von frei lebenden Organismen verändert. Die gute Nachricht dabei: Malaria und Dengue könnten wirksam bekämpft werden. Die schlechte: Die Umsetzung dieser Methode scheint unabwendlich.

George Church, US-amerikanischer Genom-Pionier und Utopist, ist immer für die ganz großen Ideen zu haben. Zusammen mit mehreren Kollegen stellt er nun eine davon in einer eLife-Publikation vor – den gene drive. Ein Ansatz, der potentiell Auswirkungen auf ganze Ökosysteme haben kann. Aus diesem Grund streben die Wissenschaftler eine öffentliche Diskussion an – bevor der erste gene drive einsatzfähig ist.

Der Brite Austin Burt hatte 2003 eine radikale Idee: Egoistische genetische Elemente nutzen, um Gene in frei lebenden Populationen zu manipulieren. In Arten, die sich geschlechtlich fortpflanzen, sollte sich diese Elemente bald durchsetzen, selbst wenn sie für das Individuum von Nachteil sind.

Schon bald begannen Labors mit den ersten Versuchen, doch sie trafen auf eine unüberwindbare Hürde: Die erfolgversprechende Variante des gene drive benötigt ein Enzym (Nuklease), das den DNA-Strang an definierter Stelle schneidet und stabil vererbt werden kann. Diese Nuklease konnte mit den damaligen Methoden nicht erzeugt werden.

Vorhang auf für CRISPR/Cas9. 2013 konnten Forscher einen bakteriellen Abwehrmechanismus für die Manipulationen von Genen nutzbar machen. Der Clou: Die Cas-Nuklease definiert ihre Schnittstellen über ein RNA-Molekül, das beinahe jede beliebige Sequenz im Erbgut anvisieren kann. Ein einfaches, robustes und universell einsetzbares System.

So einfach, dass – laut Church und Kollegen – ein gene drive technisch machbar wird und ein Einsatz quasi unvermeidlich wird. Wir werden also bald vor vollendete Tatsachen gestellt. Doch wo liegen die Anwendungsgebiete?

Zum einen bei der Bekämpfung von Infektionskrankheiten. Wenn Forscher Moskitos ein Gen einpflanzen, dass den Befall durch Malaria- und Dengue-Erreger verhindert, wären diese als Zwischenwirte ausgeschaltet. Und der Mensch vor Ansteckung geschützt. Tatsächlich sterben jährlich Hunderttausende Menschen an Malaria oder Dengue, und bislang ist man diesen Krankheiten nicht wirklich Herr geworden. Jeder erfolgversprechende Ansatz verdient es da zumindest, einmal gründlich durchdacht zu werden.

Zweitens bei der Umkehr von Herbizid- und Pestizid-Resistenzen. Immer mehr Insekten und Pflanzen sind gegenüber den Giften widerstandsfähig geworden, die gentechnisch manipulierte Nutzpflanzen produzieren. Dieser Vorschlag wird die Menschen in Europa auf die Barrikaden treiben, und das nicht ohne Grund: Von den bisherigen Anwendungen der Gentechnologie haben vor allem Agrar-Konzerne profitiert, und auch in diesem Fall wäre das kaum anders.

Schließlich bei der Eindämmung von invasiven Arten. Die Aga-Kröte frisst sich langsam durch Australien und niemand konnte sie bislang aufhalten. Eine gene drive könnte die Fitness der Invasoren vermindern und sie vielleicht sogar in die Ausrottung treiben. Aber: Was in einem Land eine invasive Art ist, ist woanders eine heimische Art. Ist wirklich sichergestellt, dass diese Population nicht gleich mit ausgerottet wird? Oder dass das genetische Element nicht auf eine andere Art überspringt? Ein gene drive wäre hier wie ein Spiel mit dem Feuer.

Zwar sind auch Gegenmaßnahmen denkbar. Wie ein gene drive ein Gen in eine Population einbringt, so kann er es auch wieder herausholen. Oder man könnte den gene drive nutzen, um ausgewählte Population unempfindlich gegen einen folgenden gene drive zu machen. Doch wären derartige Maßnahmen im Zweifelsfall effizient und schnell genug?

In Europa werden derartige Konzepte keinerlei Chance haben. Auf anderen Kontinenten sind die Berührungsängste deutlich kleiner, und der Nutzen ist – zumindest potentiell – riesig. Church und Kollegen werden wohl recht haben: Wenn ein gene drive technisch machbar ist, wird er auch eingesetzt.

Wie sollen wir in Europa damit umgehen? Uns komplett verweigern, weil uns die Natur heilig ist – und damit jede Möglichkeit zur Mitsprache verlieren? Auch hier haben Church et al. recht: Ein gesellschaftlicher Konsens muss her, und zwar so schnell wie möglich.

Doch meine Befürchtung ist, dass dieses Thema niemanden interessieren wird. Das Konzept eines gene drive ist zu naturwissenschaftlich und abstrakt, um die Öffentlichkeit zu bewegen. Erst wenn irgendwo auf einer tropischen Insel die ersten manipulierten Mücken losfliegen, wird die Öffentlichkeit aufmerken. Aber dann ist es zu spät, um Einfluss zu nehmen.


Quellen:

Esvelt et al., eLife, Juli 2014, Concerning RNA-guided gene drives for the alteration of wild populations

A. Burt, Proceedings Biological sciences / The Royal Society, März 2003, Site-specific selfish genes as tools for the control and genetic engineering of natural populations

Volker Henn, Telepolis, August 2014, „Gene drive“ – ein Eingriff in das Erbgut frei lebender Organismen

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