Bernd Eberhart

Wissenschaftsjournalist, Tübingen

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Special

R // evolution

Eine Welt ohne Malaria oder Zika, ohne invasive Arten oder Ackerschädlinge, all das scheint möglich: Gene Drives setzen die Vererbungsregeln außer Kraft. Gekoppelt mit modernen Methoden der Gentechnik bilden sie mächtige Werkzeuge – so mächtig, dass selbst beteiligte Wissenschaftler eindringlich zur Vorsicht mahnen.
Wie funktioniert der Evolutions-Turbo? Welche Chancen bieten Gene Drives – und wie groß ist die Gefahr, dass sie uns entgleiten? Ein detaillierter Überblick.

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Genetisch veränderte Organismen mögen zwar für unsere Zwecke optimiert sein, für höhere Erträge etwa oder größere Resistenz gegen Schädlinge. Doch funktionieren sie nur unter aufwendig kontrollierten Bedingungen; in der harten Konkurrenz mit ihren wild lebenden Verwandten sehen die hochgezüchteten Sensibelchen meist alt aus. Dass sich ein gentechnisch verändertes Merkmal tatsächlich in der freien Natur ausbreitet, ist also sehr unwahrscheinlich – diese Annahme war bisher weitgehend akzeptiert unter Wissenschaftlern. Denn die evolutionäre Fitness leidet unter menschlichen Eingriffen. Und ein Merkmal, das zu einer solch verminderten Durchsetzungsfähigkeit führt, geht meist im Laufe weniger Generationen verloren. Ein Prinzip jedoch könnte all dies auf den Kopf stellen: sogenannte Gene Drives. „Sobald ein Gene Drive ins Spiel kommt“, schreibt der Biochemiker Kevin Esvelt über die Ausbreitung genetischer Manipulationen, „müssen wir diese grundsätzliche Erwartung ändern.“ Statt „es ist unwahrscheinlich, dass sich diese Veränderung in der Umwelt ausbreitet“, müsse es dann heißen: „Es ist wahrscheinlich, dass sie sich in der Umwelt ausbreitet“ – Fitness hin oder her. Mutationen, die der Mensch im Labor gezielt erschaffen hat, gehorchen in Kombination mit einem Gene Drive nicht länger den gewöhnlichen Gesetzen der Vererbungslehre; sie können sich rasend schnell durch gesamte Populationen ausbreiten. Ein bestimmtes Merkmal hat also einen riesigen Vorteil bei der Weitergabe an die nächste Generation – eine evolutionäre Erfolgsgarantie, sozusagen. Der Biochemiker Kevin Esvelt leitet die Arbeitsgruppe „Sculpting Evolution“ am Massachussetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, USA – und gehört selbst zu den erfolgreichsten Pionieren der jüngsten Renaissance der Gene Drive-Forschung. Und doch mahnt er zu größtmöglicher Vorsicht und Transparenz bei der Anwendung des Prinzips: „Das Aufkommen von Gene Drive-Systemen“, schrieb Esvelt im Sommer 2016 im einflussreichen Wissenschaftsjournal Nature, „bedeutet, dass ein einziger freigesetzter Organismus letztendlich den größten Teil einer lokalen Population verändern könnte, und durchaus wahrscheinlich auch alle Populationen dieser Art weltweit.“ Ein unheimliches Szenario.
Gene Drives sind Systeme einer verzerrten Vererbung. Sie verstärken die Fähigkeit eines genetischen Elements, von einem Elternteil durch sexuelle Fortpflanzung an seine Nachkommen weiter gegeben zu werden.
US National Academy of Sciences, Gene Drives on the Horizon (2016)
Wissenschaftler diskutieren seit rund vier Jahren erbittert über Chancen und Risiken dieser Technologie. Die deutsche Öffentlichkeit dagegen, nicht gerade bekannt für Zurückhaltung im Themenbereich Gentechnik, hat das sensible Thema bisher kaum wahrgenommen – wenn, dann als Randnotiz im Kontext einer möglichen Bekämpfung von Malaria. Doch was genau steckt hinter einem Gene Drive? Wie funktioniert das Prinzip, was kann es leisten – und was nicht?

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Der gesamte Text ist erschienen im Science Notes Magazin #2, erhältlich am Kiosk oder unter www.snmag.de