Gentechnik. Definition, Humangenetik und Tierversuche

Mensch & Natur in der Neuzeit

Der Mensch beginnt allmählich das bisherige Naturgesetz der Fortpflanzung außer Kraft zu setzen. Zu einem hat mangels natürlicher Feinde die Population des Menschen übermäßig zugenommen (Bevölkerungsexplosion). Zum anderen beginnt der Mensch jetzt aktiv durch künstliche Veränderung im Erbgut von Pflanzen, Tieren und sogar beim Menschen in die Schöpfung einzugreifen (Genmanipulation).

Was ist Gentechnologie?

Die Gentechnologie ist eine neue Technik, die es dem Menschen erlaubt, unmittelbar in den Bauplan des Lebens (Gene) einzugreifen und sich über die von der Natur gesetzten Schranken hinwegzusetzen. Sie zielt darauf ab, das natürliche Erbmaterial durch biologische und biochemische Verfahren künstlich zu verändern. Gentechnik ist möglich, weil der genetische Code, die Transkription und die Translation für alle Lebensformen gültig ist und von allen Lebensformen verstanden wird. Die Grundlage der Gentechnologie ist die DNA- Klonierung. Aus einer fast unendlichen Vielfalt verschiedener Moleküle kann ein einzelnes Molekül ausgesondert und unendlich vermehrt werden. Mit "Genscheren" transgene, also genmanipulierte, Tiere und Pflanzen erzeugt werden. Die humangenetische Forschung bringt immer genauere Kenntnisse über die Träger und die Weitergabe der Erbinformation von Lebewesen hervor. Sie schafft damit die Voraussetzungen für gezielte Veränderungen der Erbsubstanz und eröffnet so bisher ungekannte Möglichkeiten der Manipulation bei elementaren biologischen Vorgängen. In der Pflanzenwelt gelinge es immer mehr, durch resistente Pflanzen den Einsatz von Chemie zurückzudrängen. So ist heute fast kein Medikament mehr ohne die Gentechnik herstellbar. Kritischer hingegen wird der Bereich der Tiergenmanipulation betrachtet.

Jede menschliche Zelle enthält rund drei Milliarden Basen (Buchstaben). Der Code des Lebens bestimmt Haarfarbe, Emotionen und Krankheiten eines Menschen. Manche Genforscher sind auch der Meinung, dass alle unsere Eigenschaften in den Genen liegen: In wen wir uns verlieben, ob wir gerne Süßes essen, ob wir schüchtern oder frech sind, ob wir eher zum Tischler, Sportler, Musiker oder zur Computerfachfrau taugen - all das läßt sich ihrer Meinung nach irgendwann im Erbgut nach"lesen". Bewiesen ist es jedoch nicht.

Gentechnik im Verbrauchermarkt

Mit Gentechnik sind wir bereits mehr konfrontiert, als den meisten Bürgern und Bürgerinnen bisher bewußt ist. Viele Lebensmittel enthalten, meist unzureichend markiert, gentechnisch veränderte Zutaten, hierbei handelt es sich wirklich um einen großangelegten Menschenversuch. Gensoja in Gummibärchen und unzähligen anderen Gelatineerzeugnissen ist nur ein Beispiel von vielen. Der Verbraucher wird nicht informiert in welchen alltäglichen Lebensmitteln bereits Ergebnisse von Genmanipulationen enthalten sind. Vollständige Markierungspflicht würde dem mündigen Verbraucher die Möglichkeit geben durch Konsumverzicht sein Votum gegen Genexperimente zu geben. Die Verschleierungstaktik der Lebensmittelhersteller, die Generzeugnisse verarbeiten, wird über kurz oder lang ein Boomerang werden. Das Verhalten des Verbrauchers gegenüber dem BSE-Skandal zeigt deutlich, daß er durchaus sensibilisiert ist gegenüber den Sachverhalten seiner

Ernährung. Schließlich ist er auch der direkt Betroffene. Die meisten Menschen haben ein eher verschwommenes Bild davon, was Gene eigentlich sind, welche Funktion sie haben und in welchem Zusammenhang sie bedeutsam sind. Deshalb sollte der Verbraucher sich in seinem eigenen Interesse mehr für die Genforschung und ihre Vor-/ Nachteile und auch Risiken gut informieren, bevor er über sie urteilt.

Risiko der Gentechnik

Gene kann man nicht gezielt verändern. Sie, und damit auch Merkmale und Eigenschaften sind miteinander gekoppelt und vererben die entsprechenden Merkmale nur zusammen als Komplex. Durch eine Vielzahl an Versuchen ohne vorherige Kenntnis des Ergebnisses besteht das Risiko unkontrollierter Artenbildung. Es besteht teilweise ein hoher Unsicherheitsfaktor, da das Ergebnis ein in den Anfangsphasen ein Zufallsprodukt ist.

Deutlich werden die Probleme bei der Gentechnik im Bereich der Patentierung.

Leben ist keine Erfindung! Patentiert werden können nur Erfindungen, nicht Entdeckungen. Großzügige und umfassende Patente würden sich überdies als Forschungshindernis und Innovationsbremse erweisen, da sie dann kommerziallisiert werden und nur noch Geld und Gewinn nicht die Forschung im Vordergrund stehen.

Humangenetik

Aber nicht alles an der Gentechnik ist negativ. In vielen Aspekten dient sie auch dem Menschen: Dank der Gentechnologie wurden auch viele Gene erkannt, die für verschiedene Krankheiten verantwortlich sind, wie z.B. Leukämie, Brustkrebs, Muskeldytrophie, Down Syndrom (Mongolismus), etc.

Durch diese Gene kann man die Krankheiten jetzt schon im frühsten Stadium erkennen und behandeln, wo die Heilungschancen am höchsten sind. Durch angewandte Forschung und Biotechnologie geht nun aber die Suche nach neuen Medikamenten und auch nach Genen, deren Aktivierung oder Verlust an der Tumorentstehung (sogenannte Krebsgene) beteiligt sind, voran. Ziel ist der direkte Ersatz eines Gens bzw. Genabschnitts im Sinne einer Korrektur. Das Zauberwort heißt hier "Gentherapie". Auch ein humangenetischer Erfolg ist die pränatale Diagnostik. Dank ihr können wir das Erbgut (Gene) der zukünftigen Eltern untersuchen und feststellen wie hoch das Risiko einer erblichen Krankheit in der Familie ist und in wie weit das eventuelle Kind davon betroffen ist. Die Eltern können dann selbst entschieden, ob sie ein Kind unter diesem Risiko zur Welt bringen möchten. Denn in vielen Fällen hat es gar nicht die Chance überhaupt das Erwachsenenalter zu erreichen.

Durch die immer weitergehende Forschung ist es bald möglich, dass Krankheiten wie Parkinson, Krebs, Alzheimer oder AIDS heilbar sind. Doch der Stand der Forschung bei den verschiedenen Krankheiten ist sehr unterschiedlich. Die Therapie von Herz- Kreislauf-Erkrankungen verspricht nach Expertenmeinung derzeit die größten Erfolge. Für die Behandlung von Krankheiten wie Krebs oder AIDS sind weitergehende Genforschungen notwendig. Doch die Zeit drängt. Alleine in den USA erkranken jedes Jahr Zehntausende an Krebs. Rund 230 Genpräparate werden weltweit klinisch getestet. Aber trotz der vielen Erfolge der Gentechnik, geht sie bei den großen Krankheitsraten viel zu langsam voran. Das für Diabetiker überlebenswichtige Insulin wurde oft debatiert. Denn die Gentechnologie-Gegner

argumentieren, dass es ohne Gentechnik leichter und auch billiger herzustellen ist, nämlich mittels Schweine - und Rinder - Insulins, doch ruft es allergische Reaktionen der Patienten hervor. So wird menschliches Insulin durch Bakterien in der Gentechnik künstlich hergestellt. Es wird von den Patienten besser angenommen, da es ein natürliches Enzym des menschlichen Körpers ist. Beispiele für den praktisch angestrebten Nutzen der Gentechnik sind: Tiere sollen mit humanem Immuglobulin-Gen-Locus humane monoklonale Antikörper zu medizinischen Zwecken herstellen und auch schwer herstellbare Substanzen (bestimmte Proteine) in die Milch ausscheiden. Sie sollen auch so verändert werden, dass sie besondere Eigenschaften für die Landwirtschaft haben, z. B. hohe Milchproduktion. Pflanzen sollen durch genetische Veränderung resistent gegen negative Umweltbedingungen besser gewappnet werden, beispielsweise Bedrohung durch Schädlinge.

Tierversuche

Die großen Probleme, die bei der Übertragbarkeit von Tierversuchsergebnissen von Individuum zu Individuum und von Art zu Art bestehen, werden dadurch, daß Versuchstiere gentechnisch verändert werden, keineswegs aufgehoben, sondern eher noch verstärkt.

Die meisten Manipulate sind nicht überlebensfähig. Bedenklich ist, daß hier lebende Geschöpfe Versuchsobjekt sind und Leben als Sache betrachtet wird. In welche Richtung sich Merkmale verändern ist wenig vorhersehbar, daher gibt es wirklich eine große Anzahl an Pflanzen-, Tier- und auch Menschenversuchen. Es besteht auch eine große Gefahr darin, daß unkontrolliert und ungewollt Arten entstehen können, die unerwünschte und gefährliche Eigenschaften haben Bedenken wir nun, dass schon die normale Kreuzzüchtung Abnormen wie Pitbull-Hunde hervorbringt, so stellt sich die Frage wie groß muß da erst die Gefahr bei artübergreifenden Versuchen sein?! Es können ungewollt Bakterien oder Viren entstehen, die auf keines der zu Verfügung stehenden Mittel mehr ansprechen. Dies könnte aber auch ganz gezielt geschehen um bislang unvorstellbar wirkende biologische Waffen zu erzeugen. Eine gewollte oder ungewollte Freisetzung hätte katastrophale Folgen. Um nur ein einziges Tier mit der gewünschten Eigenschaft zu erhalten, müssen oft hunderte von Tieren gentechnisch verändert werden. Diejenigen Tiere, die den Eingriff überleben und die gewünschte Eigenschaft aufweisen, sind meist nicht gesund und ihr Leben besteht nur noch aus Leiden. Leider müssen wir uns aber vor Augen führen, dass diese, teilweise wirklich grausamen Versuche, nötig sind, um in der Humanforschung zu gewünschten Erfolgen zu gelangen, wie ein Medikament gegen AIDS etc. In anderen Aspekten, wie die Zucht eines menschlichen Ohrs auf einer Maus, sind Tierversuche unnötig. Hier bieten sich auch entsprechende Alternativen an.

Die besseren Alternativen zu Tierversuchen

-Die Möglichkeiten der freiwilligen Organspende sollten besser ausgeschöpft und koordiniert werden.

-Schon heute kann man Gewebeteile im Reagenzglas züchten.

-Wenn es gelingen sollte, Implantate aus einem noch gesunden Gewebeteil des erkrankten Organs herzustellen, sind auch keine Abstoßungsreaktionen zu erwarten.

Aktuelle Gentechnik

Tierversuche:

In einem britischen Institut hatten Forscher dem Euter eines Schafes einen Zellkern entnommen, der in die unbefruchtete Eizelle eines anderen Schafes verpflanzt worden war. Die Eizelle wurde einem dritten Schaf implantiert. Dies brachte ein gesundes Dolly-genanntes Lamm zur Welt. Dasselbe Institut berichtete 2000 über die Geburt von fünf geklonten Schweinen.

1998 klonten japanische Wissenschaftler Kühe mit Hilfe von Gebährmutterzellen einer erwachsenen Kuh und im Jahr darauf mit Zellen, die aus der Milch gewonnen worden waren. Durch letzteres Verfahren wir das Muttertier nicht geschädigt und das Risiko einer Bakterienübertragung ist gering. Ebenfalls 1999 wurde über die Geburt des ersten in Deutschland aus den Euterzelle einer erwachsene Kuh geklonten Kalbes, Uschi genannt, berichtet.

Anfang 2000 berichteten US-amerikanische Forscher, sie hätten genetisch identische Affen geklont, indem sie die Embryonen in einem frühen Entwicklungsstadium geteilt und verschiedenen Muttertieren implantiert hätten.

Selbst eine Schafziege ist bereits 1986 gelungen. Von Exemplaren gibt es bereits mehr, als allgemein bekannt wird. Eine Polio-Maus, die bereits erwähnte Krebsmaus, einen Turbo-Karpfen, Lachse mit menschlichen Hormonen. Die Liste ist lang. Wir wissen heute durch diese Experimente, dass wir all das, was irgend denkbar ist, auch Realität werden lassen können. In den USA wurde bereits mit dem Verpflanzen von Köpfen bei Affen experimentiert. Die technischen Möglichkeiten für Phantasiewesen werden bzw. sind bereits vorbereitet.

Humangenetik:

Am 12. Februar wurde das Buch des Lebens veröffentlicht. Es enthält das komplette menschliche Erbgut. Die Veröffentlichung des Genoms hat die gleiche symbolische Bedeutung für die Menschheit wie die Mondlandung oder die Explosion der ersten Atombombe. Die immer deutlicheren Übereinstimmungen zwischen dem menschlichen Genom und dem anderer Lebewesen sind ein „Quell der Demut und der Ehrfurcht vor der Natur“.

Die Entschlüsselung des menschlichen Erbgutes hatte 2000 mit einem wissenschaftlichen Irrtum aufgeräumt. Wir sind von weniger Genen bestimmt als vermutet. Dachten wir zuvor, dass das menschliche Genom mindestens 100.000 Gene enthalten würde, so gehen die Experten mittlerweile davon aus, das der Mensch nur rund 30.000-40.000 Gene besitzt — etwa doppelt soviele wie eine Fruchtfliege. Das Humangenom ist das erste untersuchte Genom, das einen hohen Anteil von sich wiederholenden Sequenzen aufweist. 45% des Genoms lassen sich auf die Vervielfachung springender genetischer Elemente (sogenannte Transposonen) zurückführen. Die meisten dieser Einheiten sind heute nicht mehr aktiv. Ihre Gesamtheit bildet ein reiches Archiv für das Studium der Genomentwicklung. Einzelne Transposonen haben zur Entstehung neuer Gene und neuer Regulationselemente geführt. Die Entschlüsselung der Erbanlagen hat mindestens 8000 neue Ansatzpunkte für die Arzneiforschung gebracht. Für die heute verfügbaren Medikamente hat man rund 500 derartige Ansatzpunkte genutzt. Und damit kann man bisher nur ein Drittel der rund 30.000 Krankheiten behandeln. Eine Verdoppelung der Zahl neuer Medikamenten in nur noch der halben Zeit ist bereits gelungen. Die Analyse der ersten groben Skizze des menschlichen Erbguts bedeutet, dass Umwelteinflüsse eine weit größere Relevanz für das menschliche Verhalten haben. Die Identifizierung der menschlichen Lebensbausteine und die Erkenntnis ihrer Funktion wird das Verständnis von Krankheiten und deren Behandlung revolutionieren. Es ist ein Triumph für die Wissenschaft und für unheilbar Kranke. Doch die Entwicklung neuer Arzneien kann verzögert werden, wenn nicht alle Forscher Zugang zu den neuen Daten haben. Investitionen in Analyseroboter sind ein erster Schritt. Das nun auch die öffentliche Hand massiv in die Genomforschung investiert, begrüßen die Firmen.

Die Computertechnik und die Genforschung wachsen immer mehr zusammen. Im Internet kann man bereits in Samenbanken nach einem Spender suchen: Farbe von Augen, Haut und Haar, Ausbildung, Hobbies - all das läßt sich passend aussuchen. Auch Vermittler von Eiern und Embryonen und Leihmutteragenturen bieten ihre Dienste an.

Eine Firma in Texas speichert genetische Fingerabdrücke von Menschen und bietet an, das Erbgut nach krank machenden Genen oder irgendwelchen Besonderheiten zu durchsuchen.

Im Silicon Valley, sind Chips in Vorbereitung, die in Minuten den genetischen Fingerabdruck eines Menschen anfertigen und das Erbgut eines Menschen nach Krankheitsgenen oder Anzeichen für auffälliges Verhalten durchsuchen können. Politiker in den USA debattieren bereits darüber, ob der genetische Fingerabdruck nicht den Ausweis ersetzen soll.

Gen-Politik:

Auch die Grünen unterstützen jetzt die Gentechnik, mit der Begründung dass die Einführung der Gentechnik die Gesellschaft fundamental verändern wird und eine Fülle normativer, ethischer, medizinischer, ökologischer, ökonomischer und sozialer Fragen aufwirft. Die Politik will und muss im politischen Umgang mit den neuen Technologien gestaltend wirken. Leitbild für die grüne Politik ist dabei der Schutz von Mensch, Menschenrechten, Gesundheit und Umwelt. Grundlage und Voraussetzung der Einführung von Gentechnik in die Gesellschaft muss eine breite und offene Debatte sein.

Perspektiven:

Die Ziele für die Zukunft sind hoch gesteckt:

2010 sollen für die wichtigsten Krankheiten endlich Gentests verfügbar sein. 2020 soll es gegen Krebs, Diabetes und Bluthochdruck nun umfassende Behandlungsmöglichkeiten geben. Ab 2030 werden wir die Altersgene entschlüsselt haben und ab 2040 wird jeder seine maßgeschneiderten Medikamenten-Cocktails zu sich nehmen.

Handout:

Genbegriff:

Gene: Gene sind linear nebeneinander liegende Einheiten auf Chromosomen. Sie sind Abschnitte auf DNA-Molekülen und "Bauplan" für einen bestimmten Eiweißstoff (Protein), der einen Erbfaktor oder ein Erbmerkmal bestimmt. Jede Körperzelle enthält die gleichen Gene, je nach Aufgabe der Zelle werden sie aber nur teilweise genutzt.

Chromosomen: Wegen ihrer Länge um Eiweißstoffe aufgewickelte DNA-Moleküle, die die Erbanlagen enthalten. Der Mensch hat im Kern jeder Körperzelle 23 Chromosomenpaare. 22 Paare bestehen aus gleichen Chromosomen, das letzte Paar, das das Geschlecht bestimmt, ist bei Frauen gleich (XX), bei Männern dagegen besteht es aus zwei verschiedenen Chromosomen (XY). DNS (DNA): Abkürzung für Desoxyribo-Nuklein-Säure (oder aus dem Englischen: DNA, Desoxyribo-Nucleic-Acid). Molekül, das die Erbinformationen enthält. Es sieht aus wie eine in sich gedrehte Strickleiter. Der gespeicherte genetische Code wird durch die Abfolge bestimmter Verbindungsbestandteile (Basen) bestimmt. Diese Abfolge wird DNA-Sequenz genannt, die Bestimmung der Abfolge DNA- Sequenzierung. Die Einmaligkeit dieser Abfolge lässt sich als Genetischer Fingerabdruck nutzen.

Genmutation: Mikroskopisch nicht erkennbare Veränderung, die nur ein Gen betrifft. Genom: Gesamtheit aller Gene des Zellkerns eines Individuums. Genmutation: Veränderung der Chromosomenanzahl Genotyp: Gesamtheit aller Erbfaktoren eines Individuums

Humangenom: Die Gesamtheit des menschlichen Erbguts. Es besteht nur zu etwa drei Prozent aus vermutlich rund 30.000 Genen. Der Rest sind sich häufig wiederholende Abfolgen chemischer Verbindungen.

Genetischer Code: Übersetzungsschlüssel, über den die Gene ihre Erbinformationen in den Bau von Eiweißstoffen umsetzen. Diese dienen als Botenstoffe und sagen der Zelle, wie sie aussehen und was sie tun soll. Der genetische Code ist bei allen Lebewesen gleich.