Informationsdienst Gentechnik

Genome Editing, neue Züchtungstechniken oder Präzisionszüchtung sind Sammelbegriffe für neue gentechnische Verfahren wie CRISPR/Cas, Zinkfinger-Nuklease oder ODM (Oligonukleotid-gesteuerte Mutagenese). Mit den bisherigen Verfahren der ‚alten’ Gentechnik wurde fremdes Erbgut mit Hilfe von Gen-Kanonen oder Bakterien in die Zelle geschleust. Wo im Erbgut die eingebrachte fremde DNA eingebaut wurde, blieb dem Zufall überlassen. Die wenigen Pflanzen, bei denen der Einbau erfolgreich war, mussten mühsam herausgesucht werden. Bei den neuen gentechnischen Verfahren (NGT= New Genomic Techniques) gelangt die gewünschte DNA-Änderung mit den gleichen Verfahren in die Zelle, dort jedoch lotsen sie dann eingebaute Boten an die gewünschte Stelle im Erbgut. Enzyme schneiden an dieser Stelle in den DNA-Strang und lösen dadurch den Reparaturmechanismus der Zelle aus. Dieser soll die mitgebrachte DNA-Änderung in das Erbgut einbauen. Soweit die Theorie. Doch die neuen Methoden sind bei weitem nicht so zielgenau und nebenwirkungsarm, wie ihre Befürworter:innen behaupten. Allerdings ermöglichen sie – auch ohne artfremde Gene einzubringen – tiefgreifende Änderungen im Erbgut, die bisher so nicht möglich waren. Und sie vereinfachen und beschleunigen die Entwicklung solcher gentechnischen Veränderungen. Die EU hat im Juni 2026 beschlossen, die meisten künfting mit NGT hergestellten Pflanzen aus dem Gentechnikrecht herauszunehmen. Diese Pflanzen und die damit hergestellten Lebensmittel werden deshalb ungekennzeichnet und ohne ausreichende Risikoüberprüfung auf den Markt kommen.

CRISPR steht für Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, zu deutsch etwa kurze, regelmäßige Abschnitte sich wiederholender DNA. Diese Abschnitte fanden Wissenschaftler bereits 1987 im Erbgut zahlreicher Bakterien. Doch erst 20 Jahre später konnten Forscher ihre Funktion erklären: Wenn Viren in die Zelle eindringen, baut das Bakterium einen Teil der fremden DNA in das eigene Erbgut ein. Es dient dort dem Immunsystem als eine Art Zettelkasten. Greifen die Viren erneut an, kann die Zelle sie anhand der abgespeicherten DNA-Sequenzen identifizieren. Zerstört werden sie dann durch ein passendes Enzym, das die eingedrungene DNA zerschneiden kann. Die bekannteste dieser Gen-Scheren heißt Cas9, andere werden als Cpf1 oder C2c2 bezeichnet.

CRISPR ist also eine Erfindung der Natur. 2012 erkannten Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna an der University of Berkeley den grundlegenden Mechanismus der Gentechnik-Schere und demonstrierten, wie sich damit das Erbgut von Bakterien verändern ließ. Eine Arbeitsgruppe um Feng Zhang vom Broad Institute in Cambridge zeigte ein Jahr später, wie sich die Methode bei Pflanzen, Tieren und Menschen anwenden lässt.

„Im Prinzip können wir mit dieser Technologie das Genom jeder Zelle und jedes Organismus umschreiben“, erklärte Emmanuelle Charpentier einmal in einem Interview die Möglichkeiten von CRISPR/Cas. Die Befürworter der neuen Gentechnik betonen die Vorteile möglicher Anwendungen bei der Züchtung von Pflanzen und Tieren ebenso wie bei der Bekämpfung von (Erb)-Krankheiten bei Menschen.

Bei Pflanzen heben sie drei Bereiche hervor:

• Resistenzen gegen Pilz- und Viruskrankheiten und dadurch weniger Pestizideinsatz,
• Toleranz gegen Trockenheit und andere Stressbedingungen,
• geänderte Nährstoffzusammensetzung oder weniger Allergene.

Diese drei Bereiche – und ihre angebliche Bedeutung für die Sicherung der Welternährung – wurden bereits vor über 20 Jahren bei der Einführung der alten Gentechnik von deren Befürwortern immer wieder hervorgehoben. Umgesetzt haben die Gentechnik-Konzerne davon kaum etwas, wie eine Studie des Gen-Ethischen Netzwerks zeigte.

Auch aktuell finden sich in den Entwicklungspipelines der Gentech-Konzerne kaum Pflanzen, die besser an den Klimawandel angepasst wären. Die Schweizer Ethik-Kommission für Biotechnologie (EKAH) kam deshalb im November 2022 zu dem Schluss, dass gentechnische Verfahren wenig geeignet seien, zeitnah für eine Anpassung der Landwirtschaft an den Klimawandel zu sorgen. Die Verbraucher:innen-organisation Foodwatch zeigte in einer Analyse, dass an der versprochenen Pestizidreduktion nichts dran sei.
Infodienst: Schweizer Ethikkommission - Klimanutzen der Gentechnik nicht überschätzen (01.11.2022)
Infodienst: Neue Gentechnik - keine Belege für Pestizidreduktion (06.06.2023)

Ausführlich mit den Versprechungen der Neuen Gentechnik befassen sich die Themenseiten Gentechnik und Klimawandel sowie Gentechnik und Hungerbekämpfung auf www.schule-und-gentechnik.de.

Mit CRISPR&Co lässt sich auch das Erbgut von Nutztieren verändern. In Experimenten ist es bereits gelungen, die Muskelmasse von Rindern, Schweinen, Schafen und Ziegen zu erhöhen. Bei Schafen konnte zudem die Länge der Haare und damit der Ertrag an Wolle gesteigert werden. Geforscht wird auch an hornlosen Rindern oder an Schweinen, die gegen diverse Viruserkrankungen resistent werden sollen. Solche gentechnischen Veränderungen haben vor allem das Ziel, die Tiere an die schädlichen Lebensbedingungen in der Massentierhaltung anzupassen. Sinnvoller wäre es, diese Bedingungen zu ändern und den Tieren ein artgerechteres Leben zu ermöglichen.

Mehrere Forschergruppen versuchen, die Zusammensetzung der von den Tieren erzeugten Lebensmittel zu ändern. Es gibt Versuche, Legehennen so zu verändern, dass ihre Eier ein bestimmtes allergieauslösendes Eiweiß nicht mehr enthalten. Schweine wurden so manipuliert, dass ihr Fleisch relevante Mengen an gesundheitsfördernden Omega-3-Fettsäuren enthält. Ein israelisches Unternehmen hat Legehennen entwickelt, bei denen die wirtschaftlich uninteressanten männlichen Embryonen im Ei gleich nach der Befruchtung absterben.

Schweizer Allianz Gentechfrei: Gentechnik bei Tieren - Boom durch Genomeditierung (3/2022)
Infodienst: EU-Behörde - Crispr-Hühner legen nicht nur Gentechnik-Eier (04.03.2022)

Ausführliche Informationen bietet der Grundlagentext zu gentechnisch veränderten Tieren auf www.schule-und-gentechnik.de

Mit Gene Drives lässt sich die Gen-Schere CRISPR/Cas im Erbgut eines Tieres oder einer Pflanze verankern. Dadurch wiederholt sich die gentechnische Veränderung in der nächsten Generation automatisch und kann sich binnen kurzer Zeit in ganzen Populationen ausbreiten. Mehrere Forschungsprojekte befassen sich damit, Mücken, die Krankheiten wie Malaria übertragen, mit Hilfe von Gene Drives auszurotten. Auch die Dezimierung landwirtschaftlicher Schädlinge wird im Labor bereits erforscht. Wie sich eine Freisetzung derart manipulierter Tiere auf die Ökosysteme auswirken könnte, ist völlig unbekannt. Die Vertragsstaaten der UN-Biodiversitätskonventionn (CBD) haben deshalb beschlossen, bei eventuellen Freisetzungen von Organismen mit Gene Drive das Vorsorgeprinzip anzuwenden. Notwendig dafür seien eine wissenschaftlich seriöse Risikoabschätzung des jeweiligen Falles und angemessene Sicherheitsmaßnahmen. Ein Freisetzungsmoratorium im Rahmen der CBD scheiterte bisher an der Lobbyarbeit der Pro-Gene Drive – Vertreter.

Save our Seeds: Gene Drives: Die neue Dimension der Gentechnik - Anwendungen, Risiken and Regulierung (Mai 2021).
ENSSER: Gene Drives. A report on their science, applications, social aspects, ethics and regulations (29.05.2019)

Ausführlich zu Gene Drives informieren
Die Kampagnen-Seite von Stop Gene Drives
Das Fallbeispiel Gene Drives von Schule&Gentechnik (Januar 2021)