Genmanipulation ist ein umgangssprachlicher Sammelbegriff, der unterschiedliche Arbeitsfelder der Molekularbiologie umfasst und in der Regel eine kritische Haltung zur Gentechnologie ausdrückt. Als Genmanipulation werden im herkömmlichen Sprachgebrauch alle Arbeiten bezeichnet, die irgendwie mit Genen zu tun haben und von vielen Menschen als unnatürlich empfunden werden. Dazu gehören die klassischen Methoden der Gentechnik ebenso wie das moderne Genome Editing, und auch das Klonen, künstliche Befruchtung oder die Präimplantationsdiagnostik werden oftmals als Genmanipulation betrachtet.

 

Genmanipulation
Genmanipulation

 

1. Was ist Genmanipulation?

Grundlegend muss zwischen dem Arbeiten mit Genmaterial und der Erzeugung von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) unterschieden werden. Jedes Arbeiten mit Genmaterial ist per Definition eine Manipulation, führt aber nicht zwangsläufig zur Erzeugung eines GVO. So ist zum Beispiel Klonschaf Dolly zwar ein künstlich erzeugtes Tier, aber nicht gentechnisch verändert. Damit ist Dolly „natürlicher“ als ein Fläschchen Backaroma, das mit großer Wahrscheinlichkeit mittels GVO produziert wurde. Präzise Formulierungen sind also notwendig, um verstanden zu werden. „Genmanipulation“ ist kein wissenschaftlicher Terminus, der Begriff ist nicht klar definiert und er ist wertend. Im Folgenden werden einzelne Themen aus dem Umfeld der Gentechnik erläutert; Genmanipulation ist hier gleichgesetzt mit Genmodifikation.

 

2. Wie funktioniert Genmanipulation?

DNA setzt sich im Wesentlichen aus vier verschiedenen Nukleotiden zusammen, abgekürzt mit den Buchstaben A, T, G und C. Die Abfolge dieser sogenannten Basen bestimmt während der Proteinbiosynthese die Herstellung von Aminosäuren. Aminosäureketten bilden Proteine – die Grundlage aller Wachstums- und Entwicklungsprozesse der Zelle. Sie treten vorwiegend als Enzyme, Erkennungsmoleküle (Rezeptoren), Speicher- oder Bausubstanzen in Erscheinung. Ein funktionsfähiges Protein entsteht aus mehreren DNA-Abschnitten. Spezielle Regulatorregionen auf der DNA sorgen dafür, dass die Proteinproduktion je nach Bedarf der Zelle verstärkt, reduziert oder abgeschaltet wird.

Genmanipulation – ein Beispiel

Schon der Austausch einer einzelnen Base kann eine Unterfunktion oder den Funktionsverlust eines Proteins oder einer Regulatorsequenz bewirken. Einige schwere Stoffwechselkrankheiten beruhen auf derartigen Fehlfunktionen. Eine Drosselung der Proteinproduktion kann aber auch erwünscht sein, wie im Fall einer Schafrasse, die aufgrund verminderter Myostatinwerte mehr Muskelmasse ausbildet.
Im einfachsten Fall einer Genmanipulation ist also nur ein Nukleotid zu modifizieren, um eine gravierende Funktionsänderung herbeizuführen. Technisch sind solche gezielten Punktmutationen heute durch die Verfahren des Genome Editing (siehe CRISPR/Cas) möglich.

 

 

3. Anwendungsgebiete

• Genmanipulation Pflanzen

Gentechnische Eingriffe an Pflanzen gehören zu den am häufigsten durchgeführten Arbeiten (siehe Grüne Gentechnik) und sie stehen meistens im Mittelpunkt der Kritik. Wurden anfangs noch recht aufwändig fremdartige Gene in ein pflanzliches Genom eingebracht, so sind die Modifikationen mit den neuartigen Techniken des genetic engineering präziser, weniger fehleranfällig und schonender. Ziele der Genmanipulation bei Pflanzen sind häufig Schädlings- oder Herbizidresistenzen, Ertragssteigerung oder Veränderungen der Produkteigenschaften.

 

Grüne Gentechnik
Grüne Gentechnik

 

• Genmanipulation Lebensmittel

Lebensmittel von genmanipulierten Tieren sind in Deutschland nicht erhältlich. Weltweit hat es bislang nur ein gv-Tier zur Marktreife gebracht: ein schnell wachsender Lachs ist in den USA seit 2015 als Nahrungsmittel zugelassen. Als genmanipulierte Pflanzen kommen hierzulande vor allem Soja und Mais vor, da diese größtenteils aus GVO-Anbauländern importiert werden (Nord- und Südamerika, Asien). Überschreitet der Gehalt an gentechnisch veränderten Inhaltsstoffen die Grenze von 0,9 %, muss dies auf der Verpackung kenntlich gemacht sein (siehe Gentechnik allgemein). Auch Tierfuttermittel, die gv-Soja oder -Mais enthalten, müssen gekennzeichnet werden, die aus einer gv-Fütterung stammenden Produkte Milch, Eier, Fleisch aber nicht. Einige Hersteller nutzen freiwillige Label, die auf eine gentechnikfreie Fütterung verweisen.

Indirekt kommen nahezu alle Verbraucher mit Erzeugnissen in Berührung, bei deren Herstellung GVO verwendet wurden. Verarbeitete Lebensmittel, Fertigprodukte, Brot und vieles mehr enthalten mit hoher Wahrscheinlichkeit Würzmittel, Aromen, Vitamin- und Enzymzusätze, die durch gv-Mikroorganismen produziert wurden (Weiße Gentechnik). Allerdings sind die modifizierten Mikroorganismen selbst nicht im Endprodukt enthalten, daher gilt für Nahrungszusatzstoffe keine Kennzeichnungspflicht.

 

Weiße Gentechnik: Waschmittel
Weiße Gentechnik: Waschmittel

 

• Genmanipulation Mensch

Medizinische Anwendungen am Menschen unterscheiden zwischen Eingriffen an Körperzellen (somatischen Zellen) oder an den Keimbahnen. Mit gentechnischen Verfahren zur Behandlung von Krankheiten beschäftigt sich die Rote Gentechnik. Individualisierte Therapien sollen künftig Krebs, AIDS, degenerative Erkrankungen oder Gendefekte bekämpfen helfen.

Experimente an den Keimbahnen sind in Deutschland durch das Embryonenschutzgesetz verboten und in den meisten anderen Ländern der Welt streng reglementiert oder ebenfalls verboten. Zu monströs erscheint auch Wissenschaftlern die Vorstellung, dass sich gentechnische Veränderungen bis in die Folgegenerationen vererben würden. Und doch haben einige Forscher im Aufwind der neuen Techniken den Tabubruch gewagt und menschliche Embryonen modifiziert (siehe FAZ.net).

 

Rote Gentechnik
Rote Gentechnik

 

4. Genmanipulation Pro und Contra

Die Gentechnologie schreitet unaufhaltsam voran und erfasst nahezu alle Lebensbereiche der Menschen. Gegenstand der aktuellen, international geführten Diskussion ist vor allem das Schritttempo der Forschung und die Bestimmung ethischer Grenzen.

In der Medizin kann die Gentechnologie Gutes leisten und vielen Menschen helfen; in der Reproduktionsmedizin ist der Grat zwischen Nutzen und Missbrauch besonders schmal (siehe heise.de). Die Ängste der Menschen vor Designer-Babys und Frankenstein-Geschöpfen sind real und müssen ebenso ernst genommen werden wie der Wunsch der Wissenschaftler nach weitgesteckten Möglichkeiten zur Grundlagenforschung, ohne die es keinen Fortschritt geben kann.

Die Problematik bei gentechnisch veränderten Pflanzen bleibt äußerst vielschichtig (siehe Gentechnik allgemein), denn eine verbesserte Machbarkeit ersetzt nicht die Diskussion über die Notwendigkeit von genmanipulierten Pflanzen.

Bedenklich wird es, wenn Genmanipulationen zur Geschäftemacherei verwendet werden. In Amerika und China werden bereits verstorbene Haustiere geklont – was den meisten Europäern ein Gruselgefühl bescheren dürfte, ist anderswo durchaus akzeptiert. In den USA sind außerdem „GloFish“ erhältlich, Zierfische, die aufgrund einer gentechnischen Modifikation leuchten können. Fragwürdig sind auch die im Internet angebotenen Gentechnik-Baukästen. So kann im Kinderzimmer mit GVO und CRISPR gearbeitet werden, unkontrolliert und jenseits aller Sicherheitsvorkehrungen. Behördliche Untersuchungen fanden hier Erreger der Risikogruppe 2 (siehe Gentechnikgesetz), die für den Menschen ein unmittelbares Krankheitsrisiko darstellen (siehe lgl.bayern). Benutzer solcher Materialien machen sich im Sinn des GenTG strafbar und gefährden Umwelt und Mitmenschen.

Der Import derartiger Produkte in die EU ist zwar verboten, doch in einer globalisierten Wirtschaft finden auch diese Artikel ihren Weg – legal oder illegal. Es ist zu befürchten, dass sich die profitorientierten Anwendungen der Gentechnologie und Genmanipulation rasch erweitern werden. Die Gesetzgeber aller Länder müssen sich zügig und deutlich positionieren, um dem unkontrollierten Ausverkauf und Missbrauch der Gentechniken rechtzeitig entgegenzuwirken.