Der neue Schöpfer-Mensch

Der neue Schöpfer-Mensch
Dr. Günter Ludwig
ILF, Wiesbaden-Naurod im Mai 2008
Inhaltsverzeichnis Seite
Einleitung 3
1. Kurze Darstellung der für die Gentechnik relevanten Moleküle 5
➡ DNA 5
➡ RNA 8
➡ Proteine 8
➡ Zusammenhang zwischen DNA, RNA und Proteinen 9
➡ Gene und Genom 10
➡ Größe von Genomen 11
2. Das menschliche Genom,
seine Sequenzierung, Entzifferung und Manipulation 12
➡ Das Human-Genom-Projekt und seine Folgen. 12
➡ Der gläserne Mensch oder die Entprivatisierung der Persönlichkeit 14
➡ Der Genchip 16
Gentests direkt nach der Geburt, → maßgeschneiderte Medikamente
➡ Gentherapie 18
➡ Gendoping 20
➡ Telomere und Telomerasen 21
Der Traum vom Traum von ewiger Jugend und langem Leben
➡ Der genetische Fingerabdruck 22
3. Reproduktionsbiologie 23
➡ Künstliche Fortpflanzungs - und Vermehrungsmöglichkeiten 23
➡ Gezielte Produktion von Geschlecht und genetischen Eigenschaften 23
Kinder aus dem Katalog
➡ Designerbabys 24
Der Minotaurus lässt grüßen
4. Klonen 26
➡ reproduktives Klonen 27
➡ therapeutisches Klonen Keimbahntherapie 28
➡ Stammzellforschung 29
- embryonale Stammzellen(ES) 29
- adulte Stammzellen(AS) 32
- induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) 33
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5. Transgene Tiere 34
➡ Herstellung und Nutzung 34
➡ Chimären 35
➡ Mensch-Tier-Chimären 36
6. Transgene Nutzpflanzen 38
➡ Herstellung 38
➡ Ziele der „Grünen Gentechnik“ 38
➡ Pflanzen als Bioreaktor 40
➡ Probleme der Nutzung transgener Pflanzen 41
- Folgen des unkontrollierten Gentransfers 41
- Gesundheitliche Folgen 42
- Gesellschaftliche Folgen 43
7. Biologische Kriegsführung 45
➡ Ziele der militärischen biologischen Forschung 45
➡ Beispiele moderner technischer Möglichkeiten 45
➡ Forschungsziele der Zukunft 47
➡ Terrorismus und biologische Waffen 47
8. Literatur 48
2

Einleitung
Die Zukunft vorauszusagen ist normalerweise wissenschaftlich unredlich. Man kann zwar die
zur Zeit als gültig angesehenen Forschungserkenntnisse eines Fachgebietes zusammenfassen
und die Ergebnisse, die sich daraus ergeben, in die Zukunft extrapolieren. Über die sich
daraus möglicherweise entwickelnden Folgen kann man nachdenken und spekulieren. Ob die
Voraussagen dann so eintreffen ist fraglich, da neue Forschungsergebnisse alte oft
einschränken oder in andere zum jetzigen Zeitpunkt nicht erkennbare Richtungen lenken.
Trotzdem denke ich, dass die bereits 1956 von Robert Jungk formulierte Aussage:
„Die Zukunft hat schon begonnen“ für den Fachbereich der Biologie und hier speziell für
den Bereich der Genetik und Gentechnik heute mehr denn je zutrifft.
Die neuen Erkenntnisse, welche die beiden Fachgebiete seit den letzten 30 Jahren gewonnen
haben, führten bereits zu Anwendungen in Medizin und in der Fortpflanzungsbiologie. Sie
haben damit Auswirkungen hervorgerufen, die bereits jetzt einen tief greifenden Einfluss auf
die menschliche Gesellschaft haben, der sich in Zukunft noch weiter verstärken wird. Es wird
zu massiven Veränderungen im Verhalten und Zusammenleben der Menschen kommen. In
wie weit heute noch anerkannte ethische Normen dann noch eine Rolle spielen, wird die
Zukunft zeigen.
Schon heute vergeht kaum ein Tag, an dem nicht in irgendeiner Pressemeldung entweder neue
Ergebnisse aus der Forschung in diesen beiden Gebieten oder Berichte über die
medizinischen, politischen, juristischen, ethischen und gesellschaftlichen
Auseinandersetzungen mit diesen Ergebnissen veröffentlicht werden.
Wie sehr die Gesellschaft bereits jetzt mit den Problemen, die die neuen Erkenntnisse mit sich
bringen, konfrontiert wird, zeigen einige ausgewählte Schlagzeilen von Zeitungen aus den
letzten drei Jahren:
vom 18.12.2006 Zahl der Patente auf menschliche Gene steigt weiter.(EPV)
Europäisches Patentamt erteilte alleine 2005 und 2006 470 Patente auf
menschliche Gene und 117 Patente Tiere.
Seit den 1980er Jahren sind insgesamt 12.431 Patente auf Mensch und
Tier angemeldet und rund 900 Patente erteilt worden
vom 4.09.2007 „Craig Venter ist der erste entschlüsselte Mensch.„(Dpa)
vom 23.01.2008 „Privater Gen-Check mündet in Alptraum.“(Netzeitung)
vom 6.02.2008 „Designerbaby nicht mehr weit.“(Dpa)
vom 12.04.2008 Bundestag beschließt die Lockerung des deutschen
Stammzellengesetzes mit deutlicher Mehrheit. „(Verschiebung des
Stichtages für den Import embryonaler Stammzellen aus dem Ausland
vom 1.Jan.2002 auf den 1.Mai 2007.(Wiesbadener Kurier)
vom 17.04.2008 „Geheimer Gentest soll nicht mehr möglich sein.
3

Kabinett macht Weg frei für Gesetz/Arbeitgeber und Versicherer dürfen
nur in Einzelfällen DNA-Probe verlangen.
Gentests sollen nur noch unter strengen Bedingungen erlaubt sein.“
In anderen wesentlichen Fragen wie z.B. der nach den Grenzen von
praenatalen Gentests wurden dagegen (noch?)keine Gesetzesvorschläge
eingebracht.(Mainzer Allgemeine Zeitung)
vom 02.05.2008 Der US-Kongres hat ein Verbot der genetischen Diskriminierung verabschiedet.
Danach darf kein Arbeitgeber genetische Informationen eines
Menschen bei Entscheidungen zur Einstellung, Beförderung oder
Auftragsverteilung in Betracht ziehen. Auch Versicherungen dürfen bei
Abschluss von Verträgen nicht darauf zurückgreifen.
vom 21.04.2008 Gatersleben: Versuchsfeld mit gv-Weizen zerstört (Dpa)
vom 28.04.2008 Vor der Mais-Aussaat: Erneut Feldbesetzungen(Dpa)
vom 29.04.2008 Augenlicht dank Gentherapie (MAZ)
Erbliche Blindheit, bedingt durch erbliche Netzhautdegeneration, wurde
durch Gentherapie geheilt(?)
vom 29.04.2008 Aus für Genmais (MAZ)
Freilandversuch der Uni Gießen auf Feldern bei Groß-Gerau wurde nach
Protesten von Gentechnikgegnern abgesetzt.
Diese Schlagzeilen führen sofort in die Bereiche der Genetik und Gentechnologie, die von
besonderer Brisanz sind:
‣ Das menschliche Genom
‣ Reproduktionsbiologie
‣ Klonen
‣ Transgene Nutzpflanzen
‣ Transgene Tiere
‣ Biologische Kriegsführung
Der letztgenannte Teilbereich der genetischen und gentechnischen Forschung unterliegt einer
strengen Geheimhaltung, sodass über neue Erkenntnisse und Forschungsergebnisse, sowie
neue Entwicklungen in diesem Bereich keine, bzw. nur wenige Schlagzeilen sind in der Presse
zu finden sind.
Bevor auf diese einzelnen Forschungsbereiche näher eingegangen wird, sollen die Moleküle
kurz dargestellt werden, deren Kenntnis die Grundlage der heutigen Genetik und Gentechnik
ist.
4

1. Kurze Darstellung der für die Gentechnik relevanten Moleküle
DNA
Grundlage der Genetik und Gentechnik ist die Erbsubstanz, die DNA, die Kenntnis ihrer
Eigenschaften, der Möglichkeiten ihrer Beeinflussung, ihrer Veränderbarkeit und
Steuerbarkeit. Da die Erbsubstanz aber lediglich ein Code ist, in dem die Moleküle, die eine
Zelle und einen Organismus aufbauen und steuern, verschlüsselt gespeichert sind,
beschäftigen sich die beiden Fächer (Genetik und Gentechnik) auch mit der Ablesung des
Codes und der Umsetzung in die zellulären Moleküle und Strukturen. Infolgedessen sind
Moleküle wie die verschiedenen RNA-Einheiten und Proteine weitere Forschungsobjekte.
Man geht heute davon aus, dass die DNA auf der Erde bei allen Organismen aus den gleichen
Codierungszeichen besteht und die Entstehung, Entwicklung und Erhaltung der verschiedenen
Zellen und Organismen auf die gleiche Weise programmiert und steuert. Sie ist universell.
Gene, die ja nichts anderes sind als Teilstücke der DNA, können daher in die DNA
unterschiedlicher Lebewesen integriert werden und dort auch durch die zellinternen
Mechanismen abgelesen und exprimiert werden.
Zum besseren Verständnis der folgenden Ausführungen sollen diese Moleküle ganz kurz
vorgestellt werden, auch wenn vielen diese Moleküle sicherlich gut
bekannt sind. Diejenigen bitte ich um Nachsicht.
Bei den oben genannten Molekülen, der DNA, der RNA und den Proteinen handelte es sich
um Makromoleküle(Riesenmoleküle), die aus einzelnen Molekülen (Bausteinen)
zusammengesetzt sind.
Die Bausteine der beiden Nucleinsäuren (DNA und RNA) sind die Nucleotide. Insgesamt
gibt es nur 5 verschiedene, nämlich das Adenosin-, Cytidin-,Guanosin-, Thymidin- und das
Uridinnucleotid. Bei der DNA werden nur die ersten vier Nucleotide verwandt, bei der RNA
wird nie Thymidin, sondern an dessen Stelle das Uridinnucleotid eingebaut.
Die Bausteine der Proteine sind die Aminosäuren(insgesamt 20 bzw. 22 verschiedene).
Die Einzelmoleküle der DNA und der RNA sehen wie folgt aus:
Abb.1
Adenosin Guanosin Cytidin Thymidin Uridin
Millionen dieser Moleküle verbinden sich zu langen Ketten(bei der RNA, bzw. zu
Doppelketten (bei der DNA), durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen
zweier gegenüberliegender Ketten, wie folgendes Schema zeigt:
5

Abb.2a
Abb.2b
Abb.3
Durch extreme Spiralisierung verkürzen sich diese Doppelhelixketten, zu kleinsten,
stäbchenartigen Körperchen, den Chromosomen, welche im Zellkern einer jeder euploiden
Zelle in gleicher Anzahl(je Art) zu finden sind. Die Gesamtzahl aller Chromosomen einer
Zelle nennt man das Genom. In ausgestrecktem Zustand würden die Chromosomen einer
Zelle, aneinandergereiht, rund 2m(!!) lang sein.(Zum Vergleich:Der Zellkern einer
durchschnittlichen menschlichen Zelle hat einen Durchmesser von ca.5 -10µm.) Die Länge
der einzelnen Chromosomen schwankt zwischen1,5cm und 8,5cm im gestrecktem Zustand.
6

Neben diesen stäbchenförmigen Chromosomen existieren bei Bakterien zusätzlich noch
kleine ringförmige DNA-Moleküle, Plasmide genannt. Plasmide existieren zusätzlich zur
Erbinformation des Hauptchromosoms. Sie können unter natürlichen Bedingungen zwischen
verschiedenen Zellen leicht ausgetauscht werden.
Sie sind in der Lage, sich autonom zu vervielfältigen und können so in einer Zelle in
mehreren Kopien vorkommen. Sie sind für die Bakterienzelle nicht unbedingt notwendig,
enthalten aber oft Gene, die den Bakterien zu einem Vorteil verhelfen. Dies sind etwa Gene,
die dafür sorgen, dass Schwermetall abgebaut wird, oder Gene, die eine Resistenz gegen
Antibiotika bewirken
Sie sind heute in der Gentechnik wichtige Werkzeuge, da sie neben den Viren als Genfähren
dienen. D.h. man kann in sie sehr leicht Fremdgene einbauen und diese dann mit den
Bakterien in fremde Lebewesen einbringen, wo sie
a ) das Produkt der Fremdgene herstellen(s.biologische Kriegsführung, transgene Pflanzen)
b) oder in die fremden Zellen einwandern, Gene ersetzen oder als neue Gene mit neuen
Eigenschaften wirken.(Transformation von Pflanzen mit Hilfe von Agrobakterien)
Schließlich werden sie bereits seit längerem als Klonierungsvektoren genutzt, um bestimmte
Gene zu vervielfältigen: In das Plasmid wird das jeweilige Fremdgen eingebaut, welches sich
bei Teilung mit vermehrt.
So wurde1982 durch die Firma Eli Lilly das erste Arzneimittel, ein menschliches Insulin mit
dem Namen „Humulin mit Hilfe gentechnisch rekombinanter Bakterien hergestellt.
Gentransfer mit Plasmiden:
Aus einem DNA-Abschnitt einer Fremd-DNA wird mit Hilfe von Restriktionsenzymen ein
Gen herausgeschnitten und in ein Plasmid eingebracht, das mit dem gleichen Enzym
aufgeschnitten wurde, sodass homologe Basenpaare gegenüberliegen und nun mit Hilfe
anderer Enzyme, den Ligasen, verbunden werden können.
Abb.4
7

RNA
Die RNA ist wie die DNA ein Makromolekül, das aus Nucleotiden zusammengesetzt ist. Sie
unterscheidet sich jedoch in Vielem von der DNA:
‣ sie besteht nur aus einem Faden, ist also einsträngig
‣ statt des Desoxribosezuckers ist in jedem Nucleotid der Ribosezucker eingebaut
‣ statt des Nucleotids Thymidin wird das Nucleotid Uridin(mit der Base Uracil) als
homologes Nucleotid zum Adenosinnucleotid genutzt
‣ es gibt mehrere unterschiedliche RNA-Arten mit unterschiedlichen Funktionen,
nämlich die m-RNA,die t-RNA,die r-RNA,die hn-RNA und die sn-RNA.
‣ alle RNA-Arten sind jedoch immer viel kleiner, d.h. sie besitzen weniger Nucleotide
im Molekül
‣ sie haben vorwiegend Überträger und Ablesefunktion bei der Herstellung der Proteine,
deren Struktur in der DNA codiert ist,
‣ sie können jedoch auch als Erbsubstanz(bei RNA-Viren) und als
Enzyme(Riboenzyme) tätig sein
‣ je nach Funktion nehmen sie unterschiedliche Stereostrukturen ein
Proteine
Proteine, auch Eiweiße genannt, sind Makromoleküle, die aus Aminosäuren aufgebaut sind.
Proteine gehören zu den Grundbausteinen aller Zellen. Sie dienen also dem Bau und geben
der Zelle Struktur. Sie sind aber auch als molekulare „Maschinen“ tätig, die Stoffe
transportieren, als Ionenpumpen funktioniern, chemische Reaktionen katalysieren und
Signalstoffe erkennen.
Während DNA und RNA jeweils nur aus vier verschiedenen Bausteinen(Nucleotiden)
aufgebaut sind, werden die Proteine des Menschen aus 20(bzw.22, da neuerdings zwei weitere
Aminosäuren,Selencystein und ?entdeckt wurden) Aminosäuren aufgebaut. Die Aminosäuren
sind durch Peptidbindungen miteinander zu diesen langen Kettenmolekülen, den Proteinen,
verbunden.
Abb.5
Die Aminosäureketten können eine Länge von bis zu mehreren 1000 Aminosäuren haben.
Kleinere Aminosäureketten mit einer Länge von bis ca. 100 Aminosäuren werden Peptide
genannt und erst ab einer Kettenlänge von über 100 Aminosäuren spricht man von Proteinen.
Das größte bekannte menschliche Protein ist das Titin, welches aus über 30.000 Aminosäuren
besteht. Die Aminosäureabfolge eines Proteins und damit sein Aufbau ist in dem jeweiligen
Gen kodiert.
8

Zusammenhang zwischen DNA, RNA und Proteinen
Der Zusammenhang zwischen DNA, RNA und Proteinen ergibt sich aus der nächsten
Abbildung:
Abb.:6
An einem von Enzymen aufgeschnittenen Abschnitt der DNA wird mit Hilfe von anderen
Enzymen aus einzelnen aus dem Plasma herantransportierten RNA-Nukleotiden eine dem
vorgegebenen DNA-Abschnitt homologe mRNA gebildet. Diese löst sich von der DNA und
wandert durch die Kernporen in das Zellplasma an die Ribososmen. Dorthin kommen auch
kleinere tRNA-Einheiten, welche vorher im Plasma vorhandene unterschiedliche
Aminosäuren entsprechend ihres Anticodons gebunden haben. Die tRNA-Einheiten lagern
sich entsprechend ihres Anticodons an das homologe Codon der mRNA an. Dabei lösen sich
die herantransportierten Aminosäuren von ihnen, verbinden sich miteinander über
Peptidbindungen und bilden so das Protein. Dieses löst sich von der letzten tRNA und
wandert nach weiterer Behandlung an die Stellen der Zelle, wo es benötigt wird, bzw. wo es
weiter verarbeitet wird.
9

Gene und Genom
Ein Gen ist also ein Abschnitt auf der DNA, der die Grundinformationen zur Herstellung
einer biologisch aktiven RNA enthält. Ein Gen codiert damit u.a. die Aminosäurenabfolge
eines Proteins und damit seine Struktur.
Abb.7
Da man aber heute weiß, dass Gene aus ablesbaren (Exons) und nicht ablesbaren (Introns)
Abschnitten bestehen, die unterschiedlich miteinander kombiniert, unterschiedliche
Produkte(Proteine) ergeben, definiert man heute ein Gen besser wie folgt:
Ein Gen ist ein genau definierter Abschnitt des Genoms, der eine Erbeinheit bestimmt, die
verbunden ist mit regulatorischen, transkribierenden und/oder anderen funktionellen Regionen
des Genoms. Das physische und psychische Erscheinungsbild, sowie die Entwicklung der
Organismen ist zu begreifen als Produkt von miteinander und der Umwelt interagierenden
Genen.
Eine andere Definition eines Gens, die noch genauer das komplexe Zusammenwirken von
Regulation, Transkription, genetischer Bewahrung und Genomabschnitten, die
nichtkodierende RNA kodieren, beschreibt, wurde von Gerstein u.a.vorgeschlagen: Ein Gen
ist eine Einheit des Genoms, welche einen zusammengehörenden Satz von möglicherweise
auch sich überlappenden funktionellen Produkten kodiert.
Nach den neuesten Untersuchungen in Rahmen des Human Genom Projekts besitzt der
Mensch nur ca. 20 500 (frühere Untersuchungen ließen eine Zahl zwischen 20000 und 25000
möglich erscheinen) exprimierende Gene, wobei der Mensch aber über 100000 Proteine
besitzen muss. Wie diese von den relativ wenigen Genen abgelesen und hergestellt werden ist
noch unklar.
Das menschliche Genom
Das menschliche Genom besteht aus rund 3,08 Milliarden Basenpaaren, die auf 23
Chromosomenpaaren angeordnet sind. 2,88 Milliarden Basenpaare sind über das öffentlich
finanzierte Humangenomprojekt bislang analysiert und über frei zugängliche Datenbanken
abrufbar. Insgesamt sind bislang etwa 1500 "Krankheitsgene" identifiziert.
Wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht besteht kein erkennbarer Zusammenhang zwischen
der Größe eines Genoms, der Anzahl der exprimiernden Gene und der biologischen
Komplexität eines Organismus. So ist das Genom eines Einzellers, das der Amöbe dubia, 200
mal größer als das des Menschen, bei annähernd gleicher Anzahl von Genen.(Wenn man von
den neuesten Genschätzungen für den Menschen mit ca. 20 500 Genen ausgeht.)
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Beispiele für die Größe von Genomen
Organismus Nucleotidpaare Gene
Viroid 1,5 10 2 -4 10 2 0
RNA-Virus 10 3 -2,3·10 4 1-25
DNA-Virus 5·10 3 -2·10 5 10-300
λ-Phage 5.10 4
Blattfloh-Endosymbiont Carsonella ruddii 1,6 10 5 182
(kleinstes bisher bekanntes bakterielles Genom)
Andere Bakterien 10 6 -10 7 500-7.000
Hefe Chromosom 3 3,5 10 5
Escherichia coli (Bakterium) 1 DNA-Ring 4,65 10 6 4 500
größtes bekanntes Hefe-Chromosom (1/99) 5,8 10 6
gesamtes Hefe-Genom 1,5 10 7 6000
Fadenwurm Caenorhabditis elegans 8 10 7 19000
Drosophila melanogaster(Taufliege) 2 10 8 13 500
kleinstes menschliches Chromosom (Y) 5 10 7
größtes menschliches Chromosom (1) 2,5 10 8
gesamtes menschliches Genom rd.3,1 10 9 ca.20 000 -25 000
Triturus vulgaris(Teichmolch) 2,5 10 10
Südamerikanischer Lungenfisch ca. 7,85 10 10
(größtes bisher bekanntes tierisches Genom)
Pflanzen 10 8 -10 11 > 25.000
Amöbia dubia 6,7·10 11 ca.19000
11

2. Das menschliche Genom,
seine Sequenzierung, Entzifferung und Manipulation
Das Human-Genom -Projekt
Wie den meisten Menschen inzwischen bekannt, erfüllte sich in den letzten Jahren ein lang
gehegter Wunschtraum der Menschheit, zumindest der Biologen, nämlich die Sequenzierung
des menschlichen Genoms. Da es sich dabei um die biologische Erkenntnis des letzten
Jahrhunderts handelt, von der aus die meisten Neuentwicklungen der kommenden Jahre
ausgehen werden, möchte ich sie kurz darstellen.
Ende der 80iger Jahre kam die Idee auf, das gesamte menschliche Genom zu sequenzieren
und damit zu entziffern. Ziel war es die Genorte kennen zu lernen, Erbkrankheiten feststellen
zu können und neue Wege der Diagnostik und der Therapie zu deren Heilung aufzuzeigen.
Voraussetzung zur Verwirklichung dieses Projektes waren die:
a) die Erfindung der Polymerasekettenreaktion durch Kary Mullis 1985 (das
genetische Äquivalent zur Druckerpresse) und
b) die Entwicklung von Sequenzierautomaten 1986, die kurze DNA-Stücke automatisch
zerstückeln konnten und die Sequenz der einzelnen Nucleotide genau angeben konnten.
Bis dahin hatte man in mühevoller Arbeit vom Ende einer DNA Nucleotid für Nucleotid
abgeschnitten, identifiziert und so deren Reihenfolge ermittelt.
Es war klar, dass trotz dieser Maschinen einzelne Labors oder Staaten dies in absehbarere Zeit
nicht schaffen konnten. So wurde1988 zunächst die Human Genom Organisation (HUGO)
als Zusammenschluss privater Firmen (Celera Genomics) und staatlicher Laboreinrichtungen
in den USA gegründet. Offizieller Start des Human Genome Projects(HGP) war dann der
Oktober 1990, als die US-Regierung drei Milliarden Dollar für das Projekt bewilligte und
gleichzeitig sich elf weitere Länder. bzw. Labors aus diesen Ländern sich an dem Projekt
beteiligten. Nach und nach haben sich Labors aus 40 Ländern mit über 1000 Wissenschaftlern
dem Projekt angeschlossen und daran mitgearbeitet. Deutschland war seit Juni 1996 mit
mehreren Institutionen an der Genomanalyse beteiligt.
Ursprünglich hatte man mit 15 Jahren Dauer gerechnet, die das Projekt in Anspruch nehmen
würde. Infolge großer rascher technischer Fortschritte in der Verfeinerung der
Sequenziermaschinen konnte aber bereits im Februar 2001 über 90% der Sequenz, darunter
99% des euchromatischen Teils(der Teil auf dem exprimierende Gene liegen) der DNA
veröffentlicht werden. Es war allerdings nur eine Rohfassung, da Teile von
Zwischensequenzen, die als unbedeutend angesehen wurden, fehlten.
Die DNA-Sequenzen wurden gleichzeitig vom öffentlichen Human-Genom-Projekt und von
der Firma Celera Genomics im Internet und in zwei großen wissenschaftlichen Zeitschriften
veröffentlicht. Die Sequenz wurde seither immer weiter vervollständigt. Diese Rohfassung
wurde in den folgenden Jahren immer schneller immer mehr verfeinert und bereits im
12

Oktober 2004 in der Fachzeitschrift „Nature“ wurde eine extrem genaue und fast
vollständigedes Sequenz des menschlichen Genoms veröffentlicht.
Dabei hatte man
a) die Lage der meisten Gene auf den jeweiligen Chromosomen genau kennzeichnen und
festlegen können
b) Fehler, die bei der Erstsequenzierung entstanden waren eliminieren und den
euchromatischen Teil des Genoms zu 99,99999% genau bestimmen können.
c) Die Anzahl der Gene von zunächst über 100 000 vermuteten Genen auf eine Zahl zwischen
20 000 und 25 000 ermitteln können, wobei bei der letzten Veröffentlichung eine Zahl von
ca 20 500 Genen angegeben wird.
Anhand der nun nahezu vollständigen(über 99% der euchromatischen Substanz) vorliegenden
Sequenz und der Kennzeichnung und Kenntnis der Lage von Genen folgen als nächste
Schritte der Forschung:
a) Die genaue Identifizierung dieser Gene
b) Danach bzw. gleichzeitig die Erfassung der Mutationen dieser Gene
c) Die Identifizierung der Mutationen, welche zu Erbkrankheiten führen
d) Die Identifizierung des/bzw.der von einem speziellen Gen codierten Proteine
e) Die Einsicht und Klärung der Wirkweise der Interaktionen von Genen und Proteinen
f) Die Aufklärung der Funktion der nichtcodierenden Abschnitte der DNA(97 98%)
In Zukunft können also genetische Veränderungen, die komplexen Erkrankungen wie Krebs,
Bluthochdruck, chronischen Entzündungen und Fettsucht zugrunde liegen, mit hoher
Sicherheit identifiziert werden.
Bis heute sind bereits etwa 3500 „Krankheitsgene" bzw. Veränderungen von Genabschnitten
identifiziert worden, darunter diejenigen, welche Kleinwuchs, Nachtblindheit, geistige
Behinderung, Brustkrebs, Fettsucht, Bluthochdruck, Hautkrankheiten, Nierenkrankheiten
codieren bzw. beeinflussen.
Da an der Entstehung von fast allen erblichen Krankheiten mehrere Gene beteiligt sind, steht
die Forschung nun vor der Aufgabe, langfristig deren Zusammenspiel im Detail zu klären und
entsprechende Medikamente zu entwickeln.
Auf die Entzifferung des Erbgutes folgt auch die Entschlüsselung des Lebens im Rahmen der
Proteomik.
Angesichts der wenigen noch vorhandenen, nicht sequenzierten Lücken ist das menschliche
Genom das größte nahezu vollständig bestimmte Genom. In vergleichbarer Qualität liegen
bisher nur die Genome von drei weiteren Mehrzellern (Fruchtfliege, Fadenwurm,
Ackerschmalwand) vor, deren Genome allerdings bedeutend kleiner sind.
13

Der gläserne Mensch.
Grundsätzlich ist es jetzt mit dieser Methode jedem Menschen möglich, sein eigenes Genom
sequenzieren zu lassen und auf Krankeitsgene untersuchen zu lassen. Bisher war dies jedoch
zu teuer.
Die Kosten des HGP beliefen sich bis 2001 auf 3,2 Milliarden Dollar, bis 2004 auf 10
Milliarden Dollar.
Die Entzifferung seines eigenen vollständigen Genoms kostete Craig Venter 100 000
Dollar, obwohl er es bei seiner eigenen Firma Celera Genetics durchführen ließ.
Es ist für die meisten Menschen auch unnötig und uninteressant, da ca.97% -98% DNA des
menschliche Genoms aus nicht-protein exprimierenden Abschnitten bestehen.
Da man die Abschnitte und Lage der Gene im Geamtgenom kennt, kann aber jeder einen
Gentest auf die betreffenden Gene beantragen, die solche Krankheiten beeinflussen, die in der
Familie des/der Betreffenden auftreten, bzw. aufgetreten sind. So wurden alleine in
Deutschland im letzten Jahr über 300 000 Gentests durchgeführt, die von über 200000
Menschen beantragt wurden. Die meisten von ihnen waren allerdings pränatale Gentests,
Gentests an Babys nach der Geburt zur Früherkennung von Erbkrankheiten und schließlich
etwa 30 000 Vaterschaftstests.
Seit Beginn diese Jahres bietet der Dienstleister „23andme„ jedoch Genanalysen via Internet
an. Für knapp 1000 Dollar können Interessierte per Speichelprobe bei dem Dienstleister ihre
Gene in Sequenzen aufschlüsseln und analysieren lassen.
Die Frage ist, wie dann mit den entsprechenden Erkenntnissen umgegangen wird.
Zunächst ist mit dem Auftreten von „Krankheitsgenen“ im Erbgut kein automatisches
Auftreten der entsprechenden Krankheit verbunden.
So besagt ein positiver Gentest bei Brustkrebs nur, dass ein entsprechender Tumor nur mit
einer Wahrscheinlichkeit von 40% bis 80% entstehen kann. Viele Mediziner warnen daher vor
dem genetischen Selbsttest. Das Genom sei zu komplex, um daraus einfache Schlüsse zu
ziehen, meinen die Kritiker. Manche Testergebnisse verleiten die Benutzer gar zu falschen
Schlüssen, die im Zweifel weitreichende psychische Konsequenzen bis hin zu
Selbstmordgedanken haben könnten.
Zudem eröffnet sich auch die Möglichkeit des Missbrauchs So könnte jeder per genetischem
Schnelltest das Genmaterial eines potenziellen Sexualpartners, des potentiellen
Schwiegersohns, Arbeitnehmers, Versicherungspartners analysieren und bestimmen lassen.
Der Internetanbieter bearbeitet im Moment allerdings nur 600.000 Punkte des Genoms, die
Erkenntnisse über die genetische Veranlagung zu bestimmten Krankheiten wie Diabetes oder
das Risiko eines Herzinfarktes liefern.
Es kann davon ausgegangen werden, dass hinter dem Projekt von „23andme„ ein riesiger
Markt steckt und die Technologie rasant fortschreiten wird. Wahrscheinlich werden die Preise
rapide sinken, und die Technologie könnte dann auch für Versicherungen, Behörden und
Arbeitgeber interessant werden. Was spricht dann noch gegen eine auf die genetische
Risikoveranlagung zugeschnittene Krankenversicherung, bei der jemand mit weniger
schädlichen Genmutationen Rabatt auf die Beiträge erhält? Oder wie wäre es mit
vorbeugender Beobachtung von Personen mit genetischer Veranlagung zu Sucht und
14

Alkoholismus? Wird in Zukunft eine Gentestbescheinigung zu den Bewerbungsunterlagen
gehören, die ein neuer Arbeitsgeber verlangen kann ?
Ein neues Gesetz der Bundesregierung will ähnlich wie dasjenige der US-Regierung, das
bereits verabschiedet ist, die Diskriminierung aufgrund von Erbeigenschaften verbieten.
Danach darf kein Arbeitgeber genetische Informationen eines Menschen bei Entscheidungen
zur Einstellung, Beförderung oder Auftragsverteilung in Betracht ziehen. Auch
Versicherungen dürfen bei Abschluss von Verträgen nicht darauf zurückgreifen.
Die Frage ist, wie man die Einhaltung der Gesetze überwachen will und kann.
Das Gesetz der Bundesregierung sieht zudem Ausnahmen vor. Z.B. dürfen Piloten vor der
Einstellung auf Rot-Grün-Blindheit untersucht werden oder Versicherungen dürfen bei
Abschluss von hohen Lebensversicherungen die Ergebnisse von Gentests verlangen.
Man kann sich vorstellen, dass unter dem Einfluss von Lobbyisten Gesetze neu formuliert
bzw. neue Gesetze mit anderen Aussagen beschlossen werden könnten.
In dem 1998 hergestellten Sciencefiction -Film «Gattaca» wurde die Menschheit nach der
Qualität ihres Erbgutes sortiert. Menschen mit Anlagen für Herzerkrankungen und
Kurzsichtigkeit waren nur noch zweite Wahl. Dem genoptimierten Designerbaby gehörte
dagegen die Zukunft.
15

Der Genchip
Gentests direkt nach der Geburt, → maßgeschneiderte Medikamente
Der Genchip ist ein Nebenprodukt, das während und durch die Herausforderungen des HGP
erfunden wurde und heute neben den Sequenziermaschinen das wichtigste Werkzeug in
Forschung und Entwicklung ist. Für die Diagnose von Krankheiten und die Entwicklung von
auf den einzelnen Patienten maßgeschneiderten Medikamenten ist er von einzigartiger
Bedeutung und gleichzeitig die Grundlage eines boomenden Marktes, dessen Umsätze sich
heute bereits auf mehrere 100 Milliarden Dollar belaufen.
Ein Gen-Chip ist ein etwa fingernagelgrosses Glasplättchen, das winzige, in einem Raster
angeordnete Behälter enthält. Manche Chips tragen bis zu einer Million solcher Miniatur-
Reaktionskammern. In jeder davon ist ein kurzer einsträngiger DNA -Abschnitt enthalten. Mit
ihnen können gleichzeitig Tausende von Genen analysiert werden. Es lassen sich selbst
kleinste Veränderungen in unserem Genom, sog. Polymorphismen, die noch keine
Auswirkungen auf Erbänderungen besitzen, bereits aus einer Blutprobe erkennen.
Ausserdem kann man mit solchen Gen-Chips nicht nur die Sequenz dieser vielen Gene
(Eiweiß-Bauanleitungen) gleichzeitig untersuchen, sondern auch feststellen, welche Gene in
einem bestimmten Gewebe gerade „aktiv" sind. Für letztere Untersuchungen geben feine
Düsen dünner Nadeln eines Pipettier-Roboters in jedes dieser Reaktionskammern ein kleines
Tröpfchen. Die Tröpfchen enthalten Boten-RNA-Fadenstänge, die zuvor aus einer Zelle oder
einem bestimmten Gewebe isoliert worden sind. Diese Boten-RNA-Stränge sind
„Abschriften" jener Gene, die in den Zellen in Eiweiße umgesetzt werden sollen. Trifft die
Boten-RNA auf ein passendes DNA-Bruchstück mit einer ähnlichen „Gen-Buchstaben"-
Abfolge, verbinden sich die beiden Fadenstränge. Nicht gebundene Boten-RNA wird wieder
weggespült.
Die Boten-RNA ist mit einem Farbstoff markiert, der im Licht eines Lasers aufleuchtet. Die
Lichtpunkte in den Miniatur-Reaktionskammern zeigen, wo sich eine Boten-RNA mit einem
passenden DNA-Bruchstück verbunden hat. Aus dem Muster und der Farbe der Leuchtsignale
kann man erkennen, welche Boten-RNA-Fadenstränge in einer Zelle hergestellt worden sind.
Und daraus kann man wieder auf die Art und Menge der Eiweiße schließen, die in einer
bestimmten Zelle oder in einem bestimmten Gewebe hergestellt werden.
So durchleuchteten amerikanische Forscher das genetische Arbeitsleben des Fadenwurms
Caenorhabditis elegans(der wegen seiner nur etwa 1000 Zellen(959 – 1031 Zellen) ein
beliebtes Untersuchungsobjekt ist), mit Hilfe von Genchips. Sie verfolgten die Exprimierung
der ca. 19 000 Gene während des gesamten Lebens(ca.3 Wochen) der Tiere und
protokollierten ihre Aktivität während der gesamten Zeit. Es war gleichsam ein Film des
Lebens auf Ebene der Gene. Es war aber nur der Probelauf. Nach dem Wurm kommt der
Mensch.
Affymetrix hat eine Tochterfirma Perlegen ins Leben gerufen. Das Unternehmen soll Chips
mit 60 Millionen Gendetektoren entwickeln, genug, um das gesamte Erbgut eines einzelnen
Patienten auf einmal durchzuchecken. Ziel des Unternehmens ist die Durchleuchtung des
Erbguts für jedermann. So könnte eine Strukturaufklärung des Genoms eines jeden Menschen
direkt nach der Geburt vorgenommen werden.
Die kleinen genetischen Unterschiede zwischen den Menschen seien entscheidend für
Krankheiten und für Reaktionen des Körpers auf Umwelteinflüsse und Medikamente, meint
Perlegen-Chef Brad Margus.
16

Mit Hilfe eines Chips könnten die genauen Ursachen nur leicht unterschiedlicher Krankheiten
auf molekularer Basis geklärt werden und entsprechend maßgeschneiderte Medikamente
entwickelt und appliziert werden.
Dabei soll u.a. mittels Genchip das Vorhandensein bestimmter Gene innerhalb einer Zellprobe
zweifelsfrei nachgewiesen bzw. ausgeschlossen werden. Findet sich in der aufgetragenen
Probe eines der gesuchten Gene, so kommt es zu einer eindeutigen Reaktion. Man kann
gesunde und kranke Gewebe vergleichen und untersuchen, welche Gene bei Krankheiten eine
Rolle spielen. Gerade für die Früherkennung von Krankheiten wie Krebs, aber auch für den
Nachweis bestimmter Infektionen ist das eine nicht mehr wegzudenkende Hilfe. Man hofft,
dass Ärzte diese relative einfache Untersuchungsmethode bald verwenden können, um
Krankheit besser diagnostizieren zu können oder um herauszufinden, welche Therapie für
einen bestimmten Patienten geeignet ist.
So wurden bereits Genchips entwickelt, mit deren Hilfe sich die Aktivität von rund 18000
Krebsgenen simultan verfolgen lässt. Erstmals konnte man damit zwischen zwei Formen von
Lymphdrüsenkrebs unterscheiden: die eine Form ist heilbar, die andere meist tödlich. Mit den
präzisen Diagnosen durch solche Genprofile der entarteten Krebszellen, glauben die Experten,
können die Ärzte den unheilbar kranken Patienten künftig unnötige oder unwirksame
Chemotherapien ersparen.
Auch in der Fortplanzungs- und Reproduktionsmedizin findet der Chip bereits Anwendung.
Der amerikanische Fortpflanzungsmediziner Mark Hughes testet in seiner Klinik in Detroit
Retortenembryos per Chipdiagnose auf Erbfehler, bevor er sie in den Mutterleib überträgt.
Auf die Gefahren dieser Entwicklung wurde bereits oben hingewiesen. Der Missbrauch der
gewonnen Daten durch Behörden, Versicherungen, Arbeitgeber und auch durch unberechtigte
Privatpersonen ist auch bei entsprechenden Gesetzen sehr groß. Da viele Daten heute auch per
Internet weitergegeben werden, ergeben sich daraus noch weitere Gefahrenquellen des
Missbrauchs, solange die Kryptologie nicht entsprechende Fortschritte macht und der
Datentransfer im Internet nicht absolut sicher und für Fremdpersonen nicht entzifferbar
durchgeführt werden kann.
Zusätzlich wird mit Hilfe dieser Methodik die Auslese von Embryonen mit nicht erwünschten
bzw. erwünschten Eigenschaften durch eine verfeinerte PID immer mehr angewandt
(vergl.oben: Mark Hughes).Unabhängig von der ethisch-moralischen Frage der bewussten
Aussortierung „unwerten Lebens„ stellt sich das Problem, dass der Mensch somit seine eigene
Evolution in eine Richtung steuern kann und wird, in der solche Eigenschaften gefördert
werden, die die heutige Menschheit bevorzugt. Inwieweit dies die Eigenschaften sind, die ein
Überleben der Menschheit in wechselnden Umwelten der Zukunft ermöglichen, ist fraglich.
Schließlich ist ein weiterer, ein wirtschaftlicher Gesichtspunkt zu beachten. Die angewandten
Methoden werden, auch wenn sie massenhaft eingesetzt werden, nicht billig sein und die
medizinischen Untersuchungen verteuern. Inwieweit sie von den Öffentlichen Krankenkassen
übernommen werden(können) ist fraglich. Sie werden somit nur einem kleinen Teil der
Bevölkerung zugänglich sein und die Gefahr des Auseinanderdriftens medizinischer
Leistungen entsprechend der wirtschaftlichen Möglichkeiten des Patienten wird sich stark
erhöhen.
17

Gentherapie
Da man mit Hilfe der Genomsequenzierung nun Lage, Mutation und Art der Mutation eines
Gens erkennen kann, ergibt sich daraus der Wunsch und die Möglichkeit nach Ersatz eines
eine Krankheit codierenden Gens durch ein gesundes Gen.
Eine Gentherapie kann auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden:
1. dem Körper werden einige Zellen entnommen, erhalten das neue (therapeutische) Gen und
werden anschließend wieder in den Körper eingebracht).
(exvivo Transfektion: Mikroinjektion, Elektroporation)
2. man bringt das gesunde Gen durch elektrische, bzw. chemische Manipulation direkt in die
betreffenden Zellen (Transfektion)
3. man bringt das Reparaturgen mit Hilfe von Genfähren(Vektoren=Viren bzw.Plasmiden)in
den Körper des Menschen ein.(Transduktion)
Die Chancen für einen gelungenen Transfer stehen je nach Methode bei 1:10 bis 1:100 000.
Bei der Transduktion mit Viren stehen sie bei 1: 1000.
Nicht alle Zellen sind bisher einer solchen Therapie zugänglich. Am Besten eignen sich Haut-,
Leber-, Knochenmarks und bestimmte Blutzellen(T-Lymphocyten).
4. Gentherapie mittels therapeutischen Klonens.(s.d.)
Die erste Gentherapie wurde 1990 durchgeführt. Damals wurde die vierjährige Ashanti de
Silva,die an einem schweren kombinierten Immundefekt(SCID) litt, mittels Gentherapie
(Einschleußen eines gesunden Gens) erfolgreich behandelt. SCID ist eine sehr seltene
Krankheit (1:100.000), verursacht durch einen schweren Defekt sowohl des T-als auch des B-
Lymphozytensystems. Es sind keine neueren Informationen über die Dauer der Heilung
erhältlich.
1999 starb jedoch ein junger Amerikaner, der 18 jährige Jesse Gelsinger, bei einer
gentechnischen Behandlung einer genetisch bedingten Stoffwechselstörung der Leber, die mit
herkömmlichen Mitteln eigentlich therapierbar, aber nicht heilbar war. Die Therapie wurde
mit Hilfe von Viren als Genfähren des Reparaturgens durchgeführt. Auf Grund der großen
benötigten Mengen von Viren reagierte das Immunsystem des Patienten zu stark und er
verstarb an Kreislaufversagen.
Damit und mit dem Auftreten mehrerer Krebsfälle bei in Frankreich gentherapeutisch
behandelten Kindern(wie de Silva an Lymphocytenerbkrankheiten) zur Jahreswende
2002/2003 erlebte der Enthusiasmus um die Technik der Gentherapie einen abrupten
Einbruch.
Trotzdem wurde weltweit weitergeforscht und am 2. April 2006 wurde in Frankfurt/M die
bereits geraume Zeit zuvor erfolgte Behandlung von zwei Erwachsenen und einem Kind
bekannt gegeben, die an der seltenen Krankheit Septische Granulomatose im Endstadium
litten. Den Patienten wurden zunächst blutbildende Stammzellen(CD34+) aus dem Blut der
beiden Patienten entnommen, im Labor mit einer funktionsfähigen Kopie des bei den
Patienten defekten Gens ausgestattet und dann wieder ins Blut der Patienten infundiert.
Als Gen-Fähre wurde ein inaktiviertes Maus-Retrovirus benutzt. Bei beiden Patienten kam es
zur erhofften dauerhaften Ansiedlung der gentechnisch veränderten Stammzellen in ihrem
Körper, zu deren Vermehrung und zu deren Differenzierung zu Phagocyten. Einer der beiden
in Frankfurt behandelten Patienten verstarb wenige Tage nach dieser Erfolgsmeldung an den
18

Folgen einer Blutvergiftung. Es stellte sich heraus, dass die genetisch veränderten
Lymphocyten innerhalb von 2 Jahren ihre neuerworbene Eigenschaft wieder verloren hatten.
Im April diese Jahres ging ein Bericht durch die Medien, dass englischen Ärzten ein Erfolg
bei der Behandlung einer vererbten degenerativen Netzhauterkrankung gelungen sei. Auch
ihm waren Viren mit einem Reparaturgen durch das Auge in die Netzhaut gespritzt worden.
Der vorher fast ganz blinde Patient konnte nach der Behandlung seine Umgebung ausreichend
gut wahrnehmen und sich in ihr selbständig bewegen, was er vorher nicht konnte.
Der Fall ist noch ganz neu, sodass man keine Aussagen über eine längerfristige Heilung
machen kann.
Die Zukunft dieser Behandlungsform ist heute mehr als unsicher.
Die Gentherapie wird bisher (noch??) nur an somatischen Zellen und nicht an die Keimbahn
betreffenden Zellen angewandt.
Nachteile:
a) Sie kann nur bei einem einzelnen gestörten Gen(monogen bedingte Erbkrankheit)
angewandt werden.
b) Die Chancen für den erfolgreichen Austausch eines defekten Gens gegen ein
therapeutisches (funktionsfähiges) Gen stehen etwa 1: 1000 (ungezielter Transfer).
c) Der Einbau eines zusätzlichen gesunden Gens an anderer Stelle
(„Genaddition“), das die Funktion des defekten Gens verstärkt, kann nur bei
Gering- oder Nichtproduktion des fraglichen Proteins angewendet werden, nicht
jedoch bei Überproduktion oder schädlicher Fehlproduktion durch das defekte Gen.
d) Es ist fraglich, ob integrierte neue Gene dauerhaft im Genom bleiben.
Die Verwendung von Viren bei der Gentherapie bringt folgende Vor- und Nachteile:
DNA-Viren Das therapeutische Gen liegt bereits als DNA vor.
Sie haben aber nur ein begrenztes Fassungsvermögen und sie dringen nur
in (wenige) bestimmte Zellen ein
RNA-Viren Sie besitzen ein großes Fassungsvermögen und die Viren infizieren viele
verschiedene Zelltypen.
Aber die RNA baut sich in der Zelle schnell ab, da sie nicht in DANN
umgeschrieben wird
Retroviren Sie besitzen ebenfalls ein großes Fassungsvermögen. Die Viren können
viele verschiedene Zelltypen infizieren. Die RNA wird in DNA
umgeschrieben und ins Erbgut der Wirtszelle eingebaut.
Aber es werden teilungsaktive Zellen benötigt (z.B. keine Nervenzellen).
Sie können bei ihrer Vermehrung im Körper maligne Tumore auslösen.
Daher wird heute die Gentherapie überwiegend über das therapeutischen Klonen versucht.
19

Gendoping
Ebenso wie man Gene lokalisieren, reparieren und /oder austauschen kann, könnte man
zusätzliche Gene in das menschliche Genom eines Erwachsenen einbringen, die den
Menschen optimieren, bzw. in speziellen Bereichen neue Höchstleistungen erreichen lassen.
Bei Tieren ist das dauerhafte Einbringen von Genen in das Genom bereits gelungen. So hat
man bei Mäusen ein Gen von Quallen eingesetzt, dessen Proteinprodukte bei UV-Licht
fluoreszieren. Allerdings wurde das „Leuchtgen„ der Quallen in die Keimbahn der Mäuse,
d.h. in eine befruchtet Eizelle eingebracht.
Dies ist bisher noch in allen Staaten verboten. Doch gerade im Forschungsgebiet der Genetik
wurden bereits viele Tabus gebrochen. Warum soll dies nicht auch im Bereich des
Keimbahneingriffs möglich sein. Es ist vorstellbar, dass ehrgeizige sportliche Eltern ihren
Embryo nach der Befruchtung und Untersuchung mittels der PID entsprechende Gene
einpflanzen lassen, die das kommende Lebewesen ausdauernder, sprintbereiter, kräftiger,
reaktionsbereiter werden lässt oder bei dem der Aufbau bestimmter Muskel- und
Knochenpartien besonders ausgeprägt wird. Musische Eltern könnten entsprechende Gene
einpflanzen lassen, usw... Der Phantasie sind keine Grenzen gesetzt.
Der Einssatz von Genen bei Somazellen, also Zellen von Erwachsenen ist schwieriger.
Dennoch gibt es auch hier Ansätze:
So gibt es bereits ein Gen, das als „Medikament“(Repoxygen) in den Muskel gespritzt wird
und das Protein Erytropoetin(Epo) produziert, welches zum Aufbau neuer zusätzlicher roter
Blutkörperchen benötigt wird. Es war im Labor so konstruiert worden, dass es nur bei
Sauerstoffmangel aktiviert wird. Es ist leicht einzubauen und zu aktivieren, lässt sich aber
nicht abschalten. Damit wird das Blut auf Dauer zu dick und der Sportler könnte an
Thrombose sterben. Am Problem der Abschaltung wird gearbeitet.
Bei Mäusen ist ein weiteres leistungsteigerndes Gen im Labortest überprüft worden.
Jungen Mäusen wurde ein Gen für ein Enzym(PEPCK-C), das auch beim Mensch vorkommt,
verpackt in eine Virusfähre in einen Muskel gespritzt. Diese Enzym kommt vor allem in den
Nieren und der Leber vor und steuert den Zuckerstoffwechsel.
Die Folgen waren unerwartet und unglaublich: alle 500 derartig behandelte Mäuse zeigten
eine unglaubliche körperliche Aktivität, die 10-mal länger anhielt als bei Vergleichsmäusen.
Sie lebten doppelt so lange, Weibchen wurden noch mit drei Jahren trächtig(entspricht dem
Alter einer 80jährigen Frau), Männchen waren analog dazu ebenfalls um das vielfache
aggressiver und sexuell aktiver als die gleichaltrigen Normalmännchen. In den Zellen fanden
sich zehnmal mehr Mitochondrien(die Energielieferanten der Zelle) und entsprechend war ihr
Stoffwechsel von vielfach höherer Effizienz.
Angeblich sei dieses Modell aber nicht auf den Menschen übertragbar. Offensichtlich gab es
Versuche, aber nach Aussage der Forscher zeigt die Spritze in den Muskel des Menschen
keine oder nur eine kurzfristige Wirkung.
Inwieweit diese Aussagen richtig sind und ob weiter daran geforscht wird, wird die nächst
Olympiade 2012 zeigen.
20

Telomere und Telomerasen
Der Traum vom Traum von ewiger Jugend und langem Leben
Wie schnell sich Voraussagen überholen und geändert werden müssen, zeigt sich am Beispiel
der Telomere.
Telomere bilden die Enden der Chromosomen, besitzen keinerlei Anweisungen zur
Expression von Proteinen, sondern bestehen aus Paketen kurzer Nucleotidabfolgen, die sich
wiederholen. Beim Menschen besteht die Nucleotidabfolge aus den Basen „TTAGGG“.
Diese Sequenz wiederholt sich je nach Chromosom und Zelle zwischen 250 und 1500 mal.
Schon früh hat man erkannt, dass mit jeder Teilung von Zellen einige dieser Sequenzen
verloren gehen und Zellen absterben, wenn die Telomerlänge ein kritisches Minimum von
circa 4 kbp unterschreitet. Dann kann sich die Zelle nicht mehr weiter teilen, oft tritt dann der
programmierte Zelltod (Apoptose) oder ein permanenter Wachstumsstopp ein(Seneszens). Es
wurde vermutet, dass dies der Grund des Alterns und des Todes sei.
Gleichzeitig hatte man gefunden, dass in manchen langlebigen Zellen, bzw. in sich häufig
teilenden Zellen das Enzym Telomerase auftritt, welches die Verkürzung wieder ausgleicht. Es
sind die Zellen der Keimbahn, in Stammzellen und Zellen des Immunsysteme, sowie
94 % aller Krebszellen. Ausserdem findet man die Telomerase natürlich in allen
eukaryotischen Einzellern (Protozoen).
Also glaubte man, man bräuchte nur dafür zu sorgen, dass das in jeder Zelle des Menschen
vorhandene Gen für das Enzym Telomerase ständig aktiv bleibt und könnte so das Altern und
den Tod hinauszögern. (In der ersten Euphorie schwirrten Zahlen von 1000 Jahren
Lebensalter für den Menschen durch die öffentliche Presse).
Doch bei weiteren Forschungen hat sich herausgestellt, dass die Telomerase keineswegs diese
Erwartungen eines immerwährenden Jungbrunnens erfüllte. Im Gegenteil: eine ihrer
Nebenwirkungen war das Anschalten eines gefährlichen Krebsgens c-myc, das im
menschlichen Genom vorkommt und bei vielen Tumorarten aktiv ist.
Ausserdem fand man Zellen, in denen Telomerase auftrat und die sich dennoch nicht mehr
teilten. Und Knockout-Mäuse lebten trotz Abschalten des Telomerasegens weiter.
Es mussten also alle Vorraussagen bezüglich der lebensverlängernden Wirkung der Telomere
revidiert werden. Sie sind nur ein Faktor im Alterungskomplex der Organismen.
21

Der genetische Fingerabdruck
Das Genom des Menschen enthält etwa 20500 Gene, die für alle Eigenschaften des
Menschens verantwortlich sind. Die einzelnen Gene sind durch unterschiedlich lange
Abschnitte von Basensequenzen voneinander getrennt, die keine Information enthalten. Diese
„nichtkodierenden“ Bereiche oder „Introns“ machen wahrscheinlich 97 -98% Prozent des
menschlichen Genoms aus. Sie enthalten neben abgeschalteten Pseudogenen, die als
„evolutionärer Ballast“ erhalten geblieben sind, eine besondere Form von DNA-Abschnitten,
die sich aus Blöcken repetitiver Sequenzen zusammensetzen. Diese werden je nach Länge der
Repetitivsequenz auch als „Minisatelliten“ (Multi- und Einzellokus-Systeme mit Repeatlänge
von 15 bis 50 Basen) und „Mikrosatelliten“ (Short Tandem Repeats, STRs mit Repeatlänge
von zwei bis fünf Basen) bezeichnet. Aufgrund ihrer einfachen Struktur und kurzen
Fragmentlänge sind STRs für den genetischen Fingerabdruck und auch die forensische DNA-
Analyse zur Typisierung alten Spurenmaterials besonders gut geeignet. Sie werden mittels der
STR-PCR-Methode untersucht. Die genetische Variabilität dieser Systeme beruht auf der
Tatsache, dass die Anzahl der Wiederholungen für jeden einzelnen dieser Genorte von
Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich ist und die Muster für jeden Menschen einzigartig
sind.
Das gesamte Genom wird durch Mutationen fortlaufend verändert. Durch den
Selektionsdruck bleiben nur solche Mutationen erhalten, die für das neu entstandene
Individuum einen Überlebensvorteil bedeuten, während in den nichtkodierenden Bereichen
des Genoms alle Mutationen erhalten bleiben. So kommt es, dass die Unterschiede von
Mensch zu Mensch im nichtkodierenden Bereich um ein Vielfaches größer sind als bei den
funktionell aktiven Genen.
Weil aber die Anzahl dieser Wiederholungen vererbt wird, werden Aussagen über
Verwandtschaftsverhältnisse möglich. Sind bei allen Genorten Übereinstimmungen in Länge
und Wiederholungen vorhanden, gilt die getestete Person mit einer Ergebnissicherheit von
mindestens 99,99999% bei einer Untersuchung von bis zu 25 Genorten als genetischer Vater
des entsprechenden Kindes. Mit Ausnahme von eineiigen Zwillingspaaren wird es daher keine
zwei Menschen auf der Welt geben, die ein vollständig identisches Genom besitzen.
Durch die DNA-Analyse ist es heute mit hoher Zuverlässigkeit möglich, beliebige Spuren
menschlichen Ursprungs einem Tatverdächtigen zuzuordnen, aber auch einen zu Unrecht
Beschuldigten vom Verdacht der Täterschaft zu entlasten.
.
22

3. Reproduktionsbiologie
Künstliche Fortpflanzungs- und Vermehrungsmöglichkeiten
Nachdem bei Pflanzen und Tieren schon lange eine künstliche Befruchtung durchgeführt
wurde, gelang auch beim Menschen die In-vitro-Befruchtung(IVF). Als erster durch In-vitro-
Befruchtung erzeugter Mensch kam Louise Brown am 25.Juli1978 in Oldham bei Manchester
zur Welt. Sie selbst hat am 21.Dez 2006 ein auf natürliche Weise gezeugtes Kind zur Welt
gebracht. Beide, Mutter und Kind, sind gesund und weisen keinerlei genetische Schäden auf.
Inzwischen sind weltweit über 4 Millionen Menschen auf diese Weise gezeugt worden. Die
Methode ist also anerkannt und führt zu keinerlei Erbschäden oder anderen gesundheitlichen
Nachteilen beim so erzeugten Lebewesen.
Eine weitaus sicherere und weniger Eizellen verbrauchende Methode ist die
IntraCytoplasmatische-Spermieninjektion (ICSI). Abgewandelte Methoden der ICSI, bei
denen zunächst die Spermien auf ihre Qualität hin untersucht und selektiert werden, sind die
PICSI und die IMSI. Mehr als die Hälfte der über 70 000 Künstlichen Befruchtungen, die in
dem letztem Jahr in Deutschland durchgeführt wurden, wurden mit der ICSI (bzw. ihren
Abwandlungen) durchgeführt.
Diese Methoden sind allerdings auch die Grundlage zu weiteren Möglichkeiten, die
menschliche Vermehrung, Fortpflanzung und das Erbprogramm der künftigen Nachkommen
zu beeinflussen und zu steuern.
Denn es kann nicht damit gerechnet werden, dass jede Eizelle befruchtet wird und dann dass
jede befruchtete Eizelle sich in der Gebärmutter der Frau, die das Kind wünscht, auch
einnistet. Infolgedessen werden immer mehrere Eizellen befruchtet und mehrere befruchtete
Eizellen(meist zwei, manchmal drei) in die Gebärmutter eingesetzt.
Es fallen also übrige Embryonen an, die für die Gewinnung von Stammzellen genutzt werden.
Auf diese embryonalen Stammzellen, ihre Verwendung, Nutzung, Veränderung, Bearbeitung
werde ich an anderer Stelle zu sprechen kommen.
Gezielte Produktion von Geschlecht und genetischen Eigenschaften
Kinder aus dem Katalog
An dieser Stelle ist ein anderer Aspekt der genetischen Beeinflussung durch einfache Auswahl
der Embryonen interessant, nämlich die PID, die Präimplantationsdiagnostik.
Darunter versteht man die Untersuchung der Embryonen vor ihrer Einpflanzung in die
Gebärmutter auf genetische Krankheiten und /oder im einfachsten Fall auf das Geschlecht.
Dazu lässt man die Embryonen bis zu einem bestimmten Stadium, dem Blastulastadium im
Reagenzglas heranwachsen. Bis zu diesem Stadium liegen in einem Teilbereich des Embryos
Zellen vor, die pluripotent sind. Man vermag aus dem Zellhaufen eine Zelle zu entnehmen
ohne den Embryo zu zerstören und kann nun diese Zelle untersuchen. Für die Untersuchung
des Geschlechts dieses Embryos braucht man nur die Chromosomen der Zelle zu untersuchen
und festzustellen ob ein Y-Chromosom vorliegt oder nicht. Dies geschieht heute bereits mit
einer einfacher Untersuchung mit Hilfe eines Neonlicht-Mikroskops.
Dies Methode ist seit acht Jahren auf dem Markt und wird heute bereits weltweit
angewandt(in Deutschland und einigen europäischen Ländern nicht, da dort die PID verboten
ist). Sie erzeugt zu 100 % das Kind mit dem gewünschten Geschlecht.(100% Trefferquote!!)
23

Es ist ein Riesengeschäft, da insbesondere viele Asiaten, aber auch Araber unbedingt Söhne
erhalten wollen. In Amerika werden pro Selektion 18480 Dollar bezahlt und bei rd. 1000
Selektionen /Jahr liegt der Jahresverdienst der jeweiligen Ärzte bei über 18 Millionen Dollar.
Neben dieser Auswahl werden die Zellen auf genetische Schäden untersucht. Man kann mit
dieser Methode (d.h. der Untersuchung der Chromosomen)ca. 200 zum Teil sehr schlimme
genetische Krankheiten erkennen.
Die Konsequenz dieser Auswahl ist, dass man Embryonen mit nicht gewünschtem Geschlecht
oder mit einer Erbkrankheit gar nicht erst in die Gebärmutter einpflanzt, sondern verwirft,
vernichtet oder der Forschung für Versuche oder als Stammzellen zur Verfügung stellt.
Eine zukünftige weiterführende Möglichkeit ist die Bestimmung der Lage bestimmter Gene
und damit von bestimmten Erbeigenschaften auf dem Chromosomen. Damit wird es in
Zukunft möglich sein ein Wunschbaby mit einer bestimmten Augen- oder Haarfarbe,
Nasenform etc, aber auch mit bestimmten Verhaltensweisen, wie sexuelle Ausrichtung,
soziale Integrierbarkeit etc. zu erzeugen.
Designerbabys
Der Minotaurus lässt grüßen
In noch weiterer Zukunft wird es dann möglich sein das Wunschbaby mit neuen Genen,
gegebenenfalls auch Genen anderer Arten, auszustatten. Dies würde zu transgenen Menschen,
also Chimären führen.
Wie oben bereits erwähnt, wird heute bei der PID bereits auch der Genchip verwandt. Je mehr
er verbessert wird, desto mehr Möglichkeiten eröffnen sich:
a) Austausch bestimmter Sequenzen eines Gens, um Erbkrankheiten zu vermeiden
b) Austausch ganzer gesunder Gene, gegen die Sequenz eines allelen Gens, um eine
andere, gewünschte Eigenschaft zu erhalten(Blaue, statt braune Augen oder auch
Gen für aggressives, statt ängstlichem Verhalten, sofern dies monogen bedingt ist)
c) Einsetzen neuer menschlicher, nicht vorhandener Gene
d) Einsetzen von Genen anderer Arten
e) Einsetzen von synthetisch hergestellten Genen(nach gewünschten Proteinen als Vorlage)
mit total neuen Eigenschaften(Vergl. Maus mit Quallengen)
Diese so genannten Designer-Babys sind keine Utopie mehr. Denn sowohl bei Ärzten wie bei
vielen jungen Eltern wächst die Bereitschaft die physischen und psychischen Eigenschaften
der Kinder gentechnisch verändern zu lassen, sobald die Möglichkeit dazu besteht. Dies
ergaben Befragungen von jungen Eltern in Großbritannien und den USA, sowie von Ärzten.
Letztere(USA) sagten, sie seien dazu bereit, sofern die Ethikkommission diese Verfahren
zulässt.
24

Folgende Versuche wurden bereits durchgeführt:
1. Es wurden Embryonen hergestellt, die genetisch gesehen drei Eltern besitzen, zwei Mütter
und einen Vater. Dabei wird nach einer künstlichen Befruchtung der Kern dieser Eizelle
entnommen und in eine zweite Eizelle, aus der ebenfalls der Kern zuvor entfernt worden war,
eingepflanzt. Das eigentliche Erbgut stammt also von dem tatsächlichen Elternpaar, die
Zellhülle mit dem so genannten Zytoplasma von einer Spenderin. Die Wissenschaftler wollen
damit eine Reihe von Erbkrankheiten heilen, die durch Mutationen der Mitochondrien-DNA
ausgelöst werden. Es gibt mehr als 50 Krankheiten, die über diese sogenannte mitochondriale
DNA weitergegeben werden, darunter Formen der Diabetes, des Muskelschwunds, der
Erblindungen oder der Herzrhythmusstörungen. Die Krankheiten sind derzeit nicht
therapierbar. Der künstlich erzeugte Embryo britischer Forscher wuchs normal heran und
wurde nach sechs Tagen zerstört, weil auch die sonst so liberalen britischen Gesetze dies nicht
erlaubten. Dagegen sind in den USA Experimente mit dem Erbgut von einem Mann und zwei
Frauen gestoppt worden, da es unter den Embryos Missbildungen gegeben hat.
2. In ähnlichen Versuchen ersetzt man das menschliche Cytoplasma durch den Zellkörper
einer tierischen Eizelle(Rind). Hier wurden die Versuche nach drei Tagen abgebrochen. Die
Versuche dienen zunächst noch der Gewinnung von embryonalen Stammzellen. Aber es ist
durchaus denkbar, dass entsprechende Chimären auch zu erwachsenen Lebewesen
herangezüchtet werden. Ergebnisse wurden noch nicht veröffentlicht.
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4. Klonen
Als Klon versteht man zunächst eine Population erbgleicher Individuen.(klon,gr.= Zweig,
Schössling). In der Natur kommen Klone bei all den Organismen vor, die sich durch einfache
Zellteilung oder durch ungeschlechtliche(vegetative) Vermehrung vermehren. Dies ist bei
Bakterien, Einzellern und bei Pflanzen der Fall.(Stecklinge, Ausläufer etc) Auch eineiige
Zwillinge oder Mehrlinge sind Klone, da sie aus einer befruchteten Eizelle stammen und
somit gleiches Erbgut besitzen.
Unter Klonen versteht man daher die natürliche oder künstliche Erzeugung und Entwicklung
genetisch identischer Zellen oder ganzer Organismen. Heute ist dieser Begriff aber stark
eingeengt und man versteht unter Klonen die Herstellung erbgleicher Lebewesen mit Hilfe
gentechnischer Methoden.
Dabei gehen die Forscher wie folgt vor:
Abb.8
Man entnimmt einem Spenderorganismus eine Eizelle und entkernt sie mit einer
Mikropipette. Dann entnimmt man von dem Organismus, dessen Eigenschaften man wünscht,
eine Körperzelle, entkernt diese ebenfalls und transferiert den Kern in die kernlose Eizelle.
Diese wird in eine Nährflüssigkeit gegeben und die Eizelle beginnt sich nach Behandlung mit
Strom und/oder Chemikalien, sowie dem Zusatz spezieller Nähr- und Steuermedien, -sofern
alles gut geht-, zu teilen. Die DNA des übertragenen Zellkerns wird dabei reprogramiert, d.h.
sie wird in die Lage versetzt, wieder wie eine frische befruchtete Eizelle abgelesen zu werden.
Die dabei ablaufenden Steuerungsprozesse sind noch weitgehend nicht verstanden. Es entsteht
daraus ein Embryo, der die gleichen Erbeigenschaften des Lebewesens besitzt, von dem der
26

Kern der Körperzelle stammt. Zusätzlich stecken jedoch einige Erbeigenschaften der
kernlosen Eizelle in diesem Embryo, die aus den Mitochondrien der Eizelle stammen. Dieser
Embryo wird dann einer Leihmutter eingepflanzt.
Man unterscheidet
a) reproduktives Klonen
b) therapeutisches Klonen
Reproduktives Klonen:
Das erste Säugetier, das nach der neuen, oben beschriebenen Methode geklont wurde, war des
Schaf „Dolly“, welches am 5.Juli 1996 geboren wurde und am 23.Februar 1997 der
Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Bis heute hat man diese Methode zur Erzeugung von Klonen
bei vielen anderen Säugetieren bis hin zu Affen angewandt.(Mäuse, Ratten, Katzen, Hunde,
Ziegen, Schweine, Rinder, Rennpferde, Affen).
Alleine in den USA hat man bisher über 600 Rinder, 200 Schafe, sowie ebenso viele
Schweine kopiert.
Man verfolgt mit dem reproduktiven Klonen dreierlei Ziele:
a) das Erbgut eines wegen seiner Eigenschaften für den Menschen besonders wertvollen
Tieres zu kopieren und zu erhalten, wie das bei der Klonung von wertvollen Spring-
und Rennpferden der Fall ist.
b) das vorliegende Erbgut durch Einschleusen neuer Gene zu ändern und so bessere
Produkte zu schaffen.→ transgene Tiere
c) Klonen von Menschen
Nach seriösen Presseberichten (Fachzeitschrift Stem Cell)von Januar 2008 ist es
amerikanischen Forschern zum ersten mal gelungen einen menschlichen Klon zu erzeugen.
Sie wollen dazu nur 29 menschliche Eizellen benötigt haben.
Er soll mehrer Tage überlebt haben, wahrscheinlich bis zum Zeitpunkt einer Blastocyste. Ob
daraus embryonale Stammzellen entnommen wurden, gaben die Forscher nicht bekannt.
Daran wird in anderen Labors im Ausland aber geforscht.
Bislang scheiterte dies an folgenden Problemen, die bisher bei jedem Klonen auftreten:
1. Man benötigt sehr viele Embryonen(und damit Eizellen), da die Mehrzahl der geklonten
Tiere im Mutterleib oder kurz nach der Geburt sterben. Zur Erzeugung des Schafes Dolly
benötigte man 277 Embryonen. Noch 2006 benötigten Forscher mehr als 240 Eizellen, um
am Ende eine einzige lebensfähige Stammzellkultur zu erhalten. Inzwischen liegt der
Erfolg bei drei Prozent, ist aber immer noch wirtschaftlich gesehen zu unrentabel.
So stellte ein kalifornische Biotechnikfirma, die 2004 erstmals eine Kätzchen auf
Bestellung geklont hatte, den Betrieb wieder ein, da man keine Technologie finden
konnte, um das Klonen von Haustieren rentabel zu machen.
Ebenso war der Versuch die vom Aussterben bedrohte Rinderart der Gaur-Rinder
durch Klonen zu retten, nicht von Erfolg gekrönt, da das einzige nicht im Mutterleib
abgestoßene Kalb bereits zwei Tage nach der Geburt verstarb.
2. die Überlebenden leiden an vielerlei Krankheiten und/oder an einem gestörtem
Immunsystem.
3. Das Schaf Dolly litt im fünften Lebensjahr unter Altersarthritis und ein Jahr später an
einer Lungenentzündung, wegen der sie auch eingeschläfert werden musste. Sie lebte also
nur halb so lange, wie ein normales Schaf.
27

4. abgesehen von den vielen Eizellen, die benötigt werden wäre es vom ethischen
Gesichtspunkt verantwortungslos einen Menschen erzeugen zu wollen, der
möglicherweise mit Krankheiten behaftet ist und den bereits in frühem Alter
Altersprobleme das Leben erschweren.
Daher beschäftigen sich die Forscher zunächst in erster Linie -bezogen auf den Menschen-
mit dem therapeutischen Klonen.
Therapeutisches Konen.
Unter therapeutischem Klonen versteht man die Gewinnung von Stammzellen zu
Therapiezwecken. Diese versucht man auf folgenden Wegen erreichen:
1. Gentherapie mit eigenen embryonalen Stammzellen.
Man gewinnt embryonale Stammzellen aus einem Embryo, ohne ihn dabei zu zerstören.
Aus diesen Stammzellen entwickelt man durch unterschiedliche Steuerung der Gene neue
unterschiedliche Gewebe(Organe) des Menschen und erhält dabei sozusagen ein
Ersatzteillager für den jeweiligen Menschen für den Fall einer Operation. Dieses Gewebe
würde vom Immunsystem nicht abgestoßen.
2. Gentherapie mit aus einem Klon gewonnenen genetisch veränderten Stammzellen
Leidet ein Patient an einer sonst nicht heilbaren Erbkrankheit gewinnt man aus dem, nach
dem oben erklärten Prinzip hergestellten Klon dieses Menschen(Patienten) embryonale
Stammzellen. Der Embryo wird dabei zerstört, da man in diese Stammzellen neue Gene,
die die Erbkrankheit entweder ausschalten oder als Parallelgene ersetzen, einbringen will
und sie dazu untersuchen muss.
3. Gentherapie mit genetisch veränderten adulten Stammzellen.
Bis 1999 ging man davon aus, das man mit den bis dahin bekannten „Genfähren“,
nämlich Viren Gene in beliebige Zellen eines Patienten einschleusen kann. Gene lassen
sich leicht in Viren einbringen und Viren wiederum bauen sich selbst in die DNA von
Körperzellen ein und bringen diese dazu dann das eingebaute Gen auch abzulesen und in
Proteine umzusetzen. Diese Genfähren haben aber folgende Nachteile:
‣ Viren bringen auch eigene Gene mit ein.
‣ Das Immunsystem betrachtet alle( auch die hilfreichen) Viren als Feinde und
vernichtet die meisten.
‣ Die überlebenden Viren sind häufig nicht zahlreich genug, um genug Zellen mit den
neuen guten Genen zu beladen.
‣ Häufig gelingt es ihnen auch nicht die neuen Gene dauerhaft und in ausreichender
Menge in die zu heilenden Zellen einzubringen.
Nachdem 1999 der erste Patient mit Gentherapie von Körperzellen bei der Behandlung starb,
stellte man dies Art von Behandlung ein und ging dazu über, den Patienten adulte
Stammzellen zu entnehmen und diese Zellen im Labor mit den entsprechenden Viren und
Genen zu behandeln. Die behandelten Stammzellen können im Labor auf den gelungenen
Gentransfer hin überprüft werden und dann dem Patienten wieder injiziert werden. Als
Stammzellen produzieren sie lebenslang die gewünschten Genprodukte.
Diese Art von Gentherapie wird heute bereits erfolgreich bei verschiedenen Erbkrankheiten
28

des Immunsystems und der Haut praktiziert, da insbesondere die adulten Stammzellen des
Blutes, des Knochenmarks und der Haut relativ gut zu gewinnen sind und auch ausreichend
gute Teilungseigenschaften besitzen.
Sie ist allerdings immer noch im Versuchsstadium, d.h. sie wird nur an kleinen
Patientengruppen, die sonst keine Überlebenschancen hätten, durchgeführt. Sie beginnt
langsam die Erwartungen, die man seit ca. 20 Jahren in sie setzte, zu erfüllen.
Stammzellenforschung
Das therapeutische Klonen kann also nur mit Stammzellen durchgeführt werden. Dafür
standen bisher nur die embryonalen und die adulten Stammzellen zur Verfügung.
Stammzellen sind Vorläuferzellen von hoch differenzierten Zellen
Nach einer Teilung der Stammzellen können die Tochterzellen entweder wieder zu
Stammzellen werden oder sich gewebespezifisch, z.B. zu Herzmuskel-, Nerven-, Haut- oder
Muskelzellen, Blut- und Blugefäß-, Leber- und Trophoblastenzellen differenzieren.
Im Juli 2006 wurde sogar die Gewinnung von Spermien aus Mäuseembryonalzellen
beschrieben.
Stammzellen treten zuerst in der frühen Embryonalentwicklung auf.
Aber auch in vielen Geweben des erwachsenen Menschen existieren zeitlebens Stammzellen,
die wichtige Aufgaben bei der Geweberegeneration und -reparatur erfüllen. Sie erhalten die
Funktionsfähigkeit von Geweben und Organen aufrecht, indem sie differenzierte Zellen
nachliefern und beschädigte oder abgestorbene Zellen ersetzen.
Embryonalen Stammzellen
Die phantastischen Eigenschaften von embryonalen Stammzellen wurden 1998 entdeckt. Sie
werden aus dem inneren Zellhaufen einer Blastocyste (5 bis 14 Tage alter Embryo) gewonnen,
die dabei zerstört wird.
Blastozysten, die für die Gewinnung von ES-Zellen eingesetzt werden, werden auf zwei
verschiedene Weisen gewonnen:
a) bei der IVF
b) beim therapeutischen Klonen mit Zellkerntransfer.
29

Abb.9
Zur Gewinnung embryonaler Stammzellen wird der Trophoblast (Blastocyste) durch
Antikörper oder durch Laserstrahlen zerstört. Die innere Zellmasse wird in einer
Zellkulturschale in einem speziellen Nährmedium aufgenommen und kultiviert. Die Zellen
können unter den Zellkulturbedingungen zu ES-Zellen entwickeln. Diese können sich
30

entweder unbegrenzt weiter teilen oder durch Zugabe von Wachstumsfaktoren zur
Differenzierung in verschiedene Gewebetypen angeregt werden.
Diese Zellen sind noch nicht differenziert. Sie sind pluripotent(eventuell auch omnipotent)d.h.
aus ihnen kann sich unter Einwirkung geeigneter spezieller Wachsttumsfaktoren jede
gewünschte Körperzellart(ca.200 verschiedene) entwickeln. In Tierversuchen haben sich die
Stammzellen bereits in Nerven-, Blut-, Leber- oder Herzmuskelzellen verwandeln lassen.
So träumte man von der Züchtung ganzer individueller Organe in der Retorte zum Ersatz
alter, erkrankter Organe.
Oder eingespritzt in den Körper, sollten sie kränkelnde Herzen stärken, verkümmernde
Gehirne aufmöbeln und in zuckerkranken Patienten die Insulinherstellung übernehmen. Man
glaubte so innerhalb der nächsten 10 Jahre schnell Möglichkeiten zur Heilung Alzheimer,
Parkinson. Herzinfarkt und Diabetes, Querschnittslähmungen u.a in der Hand zu haben. Geht
etwa bei einem Parkinson-Kranken im Gehirn ein bestimmter Typ Nervenzellen verloren,
wollten die Mediziner aus Stammzellen die Nervenzellen züchten und dem Patienten
implantieren.
Auch hier erwiesen sich die Hoffnungen als falsch.
Denn ihre Plastizität ist nicht nur ihr Vorteil, sondern auch ihr Nachteil:
a) Die Entwicklung lässt sich nicht immer so gut steuern, wie Forscher das gerne hätten,
sondern es bilden sich neben den gewünschten Zellen auch andere Zellarten. Dies erfordert
sehr schwierig zu handhabend Reinigungsmethoden.
b) Sie müssen auf Trägerzellen in Petrischalen herangezüchtet werden. Dazu nimmt man
Hautzellen von Mäusen. Dabei kommt es aber zu nicht beherrschbaren Verunreinigungen
des Erbguts dieser Zellen mit Mäusegenen und tierischen Krankheitserregern.
c) Viele der vorhandenen Stammzelllinien alterten während der Vermehrung im Labor. So
sammelten sich im Laufe der Zeit Chromosmenschäden und andere Erbdefekte an, die sie
sowohl für die Forschung und erst recht für die Therapie unbrauchbar machten.
d) Bei Versuchen undifferenzierte Stammzellen zur Heilung von Krankheiten bei Mäusen und
Ratten einzusetzen, entwickelten die Tiere stattdessen Teratome und Tumore.
Daher sagte Ian Wilmut erst kürzlich: „Es steht inzwischen fest: keine einzige Stammzelle
darf in den menschlichen Körper gelangen.“
e) Ethische Problem mit der Gewinnung von „Wegwerf-Embryonen“.
Das 1991 in Kraft getretenen Embryonenschutzgesetz (ESchG) verbietet, einen im
Reagenzglas erzeugten Embryo für etwas anderes als eine Schwangerschaft heranzuzüchten.
Nach dem im Juni 2002 verabschiedeten Stammzellgesetz (StZG) ist die Einfuhr
menschlicher embryonaler Stammzellen zu Forschungszwecken nur unter Auflagen zulässig.
So dürfen etwa nur Stammzelllinien importiert werden, die vor dem 1. Januar 2002 gewonnen
wurden, die Zellen dürfen nur aus „überzähligen“ Embryonen nach einer Reagenzglas-
Befruchtung stammen, für das Überlassen der Zellen darf nichts gezahlt werden.
Die Stichtagsregelung hindert deutsche Stammzellforscher daran, mit Kollegen aus dem
Ausland zu kooperieren, wo etwa mit jüngeren Zellen oder überschüssigen Embryonen von
künstlichen Befruchtungen gearbeitet werden kann. Seit Jahren fürchten die Deutschen, den
Anschluss an die in diesem Bereich führenden USA zu verlieren. Die Zellen der hierzulande
zulässigen alten Linien sind durch frühere Experimente mit Molekülen von Mäusezellen
31

verseucht und können so nach einer Transplantation in den Menschen vom Immunsystem
angegriffen werden – jüngere Stammzelllinien sind hingegen rein. Im Laufe der
Langzeitkultivierung mutierten in einigen Linien embryonale Stammzellen – weswegen sie
bei einem therapeutischen Einsatz bösartig entarten und somit krank machen könnten.
Daher hat der Bundestag im April diese Jahres den Stichtag für den Import von Stammzellen
auf den 1.05.2007 verschoben.
Adulte Stammzellen
Nicht nur Embryonen sind eine Quelle der Zellen, aus denen sich verschiedene Arten
menschlichen Gewebes entwickeln können. Auch aus verschiedenen Geweben von
Erwachsenen lassen sich Stammzellen, adulte genannt, gewinnen. In etwa 20 Geweben und
Organen, inklusive der Muskeln, der Knochen, der Haut, der Plazenta und des
Nervensystems, haben Forscher adulte Stammzellen aufgespürt.
Dem Körper eines Erwachsenen werden Stammzellen entnommen und in Zellkulturen durch
Zugabe entsprechender Wachstumsfaktoren so umprogrammiert, dass sie zu den gewünschten
Gewebearten heranreifen.
In der klinischen Anwendung haben sich adulte Stammzellen bereits bewährt:
so z.B. die Knochenmarktransplantation nach einer Strahlentherapie (blutbildende
Stammzellen) oder bei der Regeneration von Haut nach Verbrennungen (hautbildende
Stammzellen).
Blutbildende Stammzellen aus dem Knochenmark kommen in kranke Herzkranzgefäße oder
werden etwa zu Spermien- Vorläuferzellen, Stammzellen aus Haarwurzeln werden zu
Hautzellen, um bei Brandverletzungen zu helfen.
Sie besitzen zwar weniger attraktive Eigenschaften als die embryonalen Stammzellen, d.h. sie
besitzen keine so großen Differenzierungsmöglichkeiten wie die embryonalen Stammzellen
und sie lassen sich auch viel schlechter und langsamer vermehren.
Dafür lassen sie sich andererseits besser zielgerichtet in andere Zelltypen umprogrammieren,
wenn auch nur in einige bestimmte, weil ihr biologisches Entwicklungspotential nicht mehr so
groß ist. Sie sind leichter zu gewinnen, es gibt keine Probleme mit der Immunverträglichkeit,
es können keine Tumore entstehen, man kannproblemlos reine Zelllinien herstellen und sie
bereiten bei der Herstellung keine ethischen Probleme
32

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS)
Die Biomediziner haben seit vielen Jahren davon geträumt, ausgereifte Körperzellen eines
Menschen direkt in embryonale Stammzellen zurückzuverwandeln, 2007 war es dann soweit.
Wissenschaftlern aus dem amerikanischen Cambridge und aus Japan gelang es ausgereifte
Körperzellen, nämlich normale Hautzellen, von Mäusen in embryonale Stammzellen
zurückzuverwandeln und damit einen Forschertraum zu verwirklichen. Man nennt diese
Methoden Reprogrammierung. (Veröffentlicht am 06. Juni 2007)
Die Wissenschaftler greifen dabei mit drastischen Mitteln in die Versuchszellen ein, um sie
entgegen ihrer natürlichen Entwicklungsrichtung in einen embryonalen Zustand zu versetzen.
Mit Hilfe von Retroviren schleusen sie Steuerungsgene, die in der Embryonalentwicklung
eine wichtige Rolle spielen, in die Zellen ein. So programmierten sie die Körperzellen einfach
in Stammzellen um. Damit aktivieren sie allerdings auch Gene, die Tumore auslösen können.
Da das Verfahren in nur einer von tausend Zellen funktioniert, entwickelten die
Wissenschaftler eine Methode, um die reprogrammierten Zellen aufzuspüren. Anschließend
versuchten sie, mit den künstlich erzeugten Stammzellen wirklich alle Gewebe eines
Mauskörpers zu erzeugen - mit Erfolg.
Die Versuche wurden nicht nur mit Mäusehautzellen, sondern bereits auch mit Hautzellen des
Menschen durchgeführt. Japanische Forscher züchteten Hautzellen aus dem Gesicht einer 36
Jahre alten Frau in einer Schale und gaben dann die vier Steuerungsgene für Proteine hinzu.
Diese vier Proteine reichen aus um eine Zelle im embryonalen Zustand zu halten. Ungefähr
nach 25 Tagen waren einige Kolonien herangewachsen, die wie embryonale Stammzellen
aussahen. Zellen aus diesen Zellhaufen ließen sich in Gehirn-, Muskel-, Knorpel- und
Herzzellen umzüchten.
Manche Forscher sprechen von einer „Umwälzung“ in der Stammzellforschung.
Diese Methode wäre nicht nur elegant, sondern auch ethisch unbedenklich, da dabei kein
Embryo hergestellt und verbraucht wird. Allerdings ist noch unklar, ob die induzierten
Stammzellen wirklich so pluripotent sind wie embryonale Stammzellen. Einige Forscher
behaupten jedoch den Nachweis zu besitzen, dass die Stammzellen voll funktionsfähig seien
und sich in jeden beliebigen Zelltyp verwandeln lassen. Die gleichen Forscher bremsen
gleichzeitig die aufkeimende Euphorie und betonen, dass bis zu einem Einsatz der Technik in
der Medizin noch viele Jahre vergehen könnten. Ein wichtiger Einwand gegen die Nutzung
dieser Zellen ist die oben genannte Möglichkeit, dass die iPS-Zellen möglicherweise
krebsauslösend sind, da die Verjüngungsgene mit Viren in die Zellen geschleust worden sind.
Das bringt zwar gute Laborresultate, hat jedoch einen unerwünschten Nebeneffekt: Die Viren
lagern sich wahllos in das Erbgut der Zellen ein und können diese in Tumore verwandeln.
Es wird jetzt nach einer unbedenklichen Methode gesucht, die biologische Uhr in den Zellen
rückwärts laufen zu lassen. Beispielsweise könnten sie versuchen, die vier Proteine in
Bakterien herzustellen und dann wie einen Dünger auf die Zellen zu schütten.
33

5. Transgene Tiere
Herstellung und Nutzung
Ähnlich wie das Erbgut der Bakterien und der Pflanzen kann inzwischen auch das Erbgut der
Tiere manipuliert werden. Dies war etwas schwieriger, vor allem wegen des hohen Bedarfs an
Eizellen, aber die wesentlichen Methoden und Techniken werden inzwischen gut beherrscht.
(Zur Herstellung von Dolly 1996 benötigte man 277 Eizellen, zur Herstellung von 11
lebensfähigen, gesunden geklonten, transgenen Kühen benötigte man 2006 immer noch 636
Eizellen.(277:1 gegenüber rd.60:1)
Ziele dieser Manipulationen sind.
‣ Züchtung widerstandsfähiger, bzw. ertragreicheren Haustierarten
‣ Züchtung von Haustierarten mit neuen Eigenschaften
‣ Züchtung von Haustieren zur Produktion von Medikamenten
‣ Die Funktion von menschlichen Genen zu analysieren.
Die Methodik der Herstellung von transgenen Tieren verläuft über das Klonen.
Man bringt, wie oben beschrieben den Zellkern einer Zelle eines erwachsenen Tieres in eine
entkernte Eizelle ein und gibt gleichzeitig die Gene gleicher oder fremder Arten dazu, deren
Produkte man im neuen Tier produzieren möchte.
So wurden zur Verbesserung der Caseinbildung zur besseren Herstellung von Käse
zusätzliche Kopien von Casein-Genen in das aus Hautzellen von Kühen entnommene Erbgut
eingeschleust. Mit diesen transgenen Zellkernen wurden 636 fremde Eizellen bestückt und
daraus entwickelten sich nur 11 lebensfähige (auch nach zwei Jahren noch gesunde) Kühe.
Der Beginn der Milchproduktion dieser Jungkühe wurde durch Hormonbehandlung
beschleunigt, sodass sie nach zwei Jahren noch vor der ersten Geburt Milch erzeugten.
Diese Milch enthielt dann wie gewünscht 20% mehr des gewünschten Beta-Caseins und
100% mehr vom Kappa-Casein als normale Milch. Beide Caseinarten ermöglichen eine viel
bessere, effektivere Herstellung von Käse mit besseren Geschmackseigenschaften.
Bei anderen Rinderembryonen hat man gentechnisch die Produktion der Prionen
ausgeschaltet. Prionen sind Eiweiße, die besonders im Gehirn als Bausteine von Nervenzellen
auftreten. Eine fehlerhafte Abart dieses Eiweißes gilt aus Auslöser für BSE.
Man hat einen transgenen Stier erzeugt mit einem Lactoferrin-Gen, dessen Abkömmlinge in
der Lage sind, Milch mit einem von diesem Gen abgelesenem Eiweiß zu produzieren, welches
vor Infektionen schützt..
Bei Schafen hat man die Gene für bestimmte Vorstufen von Medikamenten in das Gengut
eingebracht und das daraus hergestellte Eiweiß wurde in den Zellen der Milchdrüsen
entwickelt, sodass dieses dann aus der Milch extrahiert werden kann.(Schaf Tracy mit
menschlichem Gen zur Produktion eines Proteins, das als Medikament gegen eine bestimmte
Krebsart aus der Milch isoliert werden kann.)
Schließlich hat man Schweineembryonen das Fischgen fat-1 als zusätzliches Gen
eingepflanzt, das den Fettsäurezyklus der Schweine wesentlich verbessert, da statt der
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gesättigten, d.h. für den Menschen ungünstigen Fettsäuren, vermehrt die gesünderen
Omega-3-Fettsäuren im Bauchspeck der Schweine entwickelt werden.
Erst kürzlich wurde gemeldet, dass Wissenschaftler der Firma Genzyme Transgenetics ein
menschliches Gen in einen geklonten Ziegenembryo eingebaut haben. Diese geklonte Ziege
produziert nun in ihrer Milch den Stoff Antithrombin, der die Blutgerinnung verhindert.
Die Herstellung und Neuschöpfung solcher transgener Tiere ist aber mit folgenden
Nachteile verbunden bzw. bringt folgende Probleme mit sich:
‣ Man benötigt eine große Menge von Eizellen.
‣ Es gibt nur eine geringe Erfolgsquote beim Einbringen und Verankern der Fremdgene.
‣ Die Mehrzahl der geklonten Embryonen stirbt bereits im Mutterleib oder kurz nach
der Geburt.
‣ Überlebende leiden häufig an Krankheiten oder gestörtem Immunsystem.
‣ Überlebende altern sehr viel schneller als gleichartige Artgenossen.
Letzteres Problem zeigte sich bereits bei Dolly, welche bereits ab 5 Jahren an Arthritis und
anderen Alterserscheinungen litt. Sie musste mit 6 Jahren wegen einer nicht mehr heilbaren
Lungenentzündung eingeschläfert werden. Sie lebte damit nur halb so lang wie normale
Schafe
Chimären
Mit dem Einbringen von menschlichen Genen in tierische Zellen zur Produktion menschlicher
Proteine war der Gedanke zur Produktion echter Chimären nicht mehr weit.
Chimäre bezeichnet ursprünglich ein Geschöpf der griechischen Mythologie, göttliche Wesen,
die Kraft und Intelligenz von Mensch und Tier in sich vereinten, also echte Mischwesen von
Mensch und Tier. In der Neuzeit bekam der Begriff eine erweiterte Bedeutung, die auch
andere Arten von Mischwesen mit einbezog.
Nach wissenschaftlicher Definition handelt es sich bei Chimären um Organismen, die
mehrere genetisch verschiedene Zelltypen in sich vereinen.
Chimären zwischen Tierarten gibt es schon, denn vor allem mit Mäusen werden solch
künstliche Kreuzungen durchgeführt. Tiere von verschiedenen Stämmen werden gentechnisch
vereint, um zum Beispiel speziellen Verhaltensformen oder Immunreaktionen auf den Grund
zu gehen.
Bereits in den achtziger Jahren wurde die Schiege erzeugt, ein Mischwesen aus Schaf und
Ziege. Allerdings ist noch heute so manchem Genetiker unklar, aus welchem Grund diese
Kreatur erschaffen wurde.
Mit Hilfe moderner Gentechnik wollen Wissenschaftler nun auch Mischwesen nach selbst
entworfenem Bauplan schaffen, bei denen die unterschiedlichsten Körperteile von Mensch
oder Tier stammen können.
Ein Patent des Australischen Unternehmens Amrad hält sich diese Möglichkeit zumindest
offen. Es umfasst ein Verfahren zur Isolierung und Züchtung embryonaler Zellen von
Menschen, Mäusen, Vögeln oder Schafen aus denen sich dann Chimäre entwickeln können.
35

Vor kurzem ist auch in Europa die Genehmigung eines Patents auf Embryonen, die aus Zellen
von Mensch und Tier bestehen, durch das europäische Patentamt (EPA) bekannt geworden.
In dem jetzt veröffentlichten Patent heißt es, dass die "embryonalen Stammzellen von
Menschen, Mäusen, Vögeln, Schafen, Schweinen, Rindern, Ziegen oder Fischen" zur
Züchtung chimärer Tiere verwendet werden sollen.
Derartige Chimären mit menschlichem Anteil jedoch sind nach Meinung von Genetikern ein
Ding der Unmöglichkeit. Nach heutigem Wissensstand wären die verschiedenen Zelltypen
eines solchen Wesens nebeneinander nicht lebensfähig. Die Zellen könnten nicht miteinander
kommunizieren, es gäbe keine Vereinigung zu einem ganzheitlichen Organismus.
Lediglich auf zellulärer Ebene sind Bauteile von Mensch und Tier kombinierbar. So ist es wie
bereits oben dargestellt heute gang und gäbe Bruchstücke des menschlichen Erbguts, Gene
oder sogar ganze Chromosomen in tierische Zellen zu schleusen. Die so geschaffenen
transgenen Tiere sind aber keine echten Chimären.
So ist ein transgenes Schwein mit menschlichem Wachstumsfaktoren immer noch ein
Schwein, und eine Maus mit menschlichen DNA-Bruchstücken immer noch eine Maus. Die
Wissenschaftler analysieren mit diesen Tieren die Funktionen von Genen. Außerdem können
die Tiere für den Menschen wichtige Proteine produzieren oder in Zukunft sogar Ersatzorgane
für den Menschen liefern.
Mensch-Tier-Chimären
Eine Vorstufe solcher Chimären ist allerdings bereits Wirklichkeit geworden. Es ist eine
Mischung aus Kuh und Mensch. Britische Wissenschaftler hatten Ende 2006 einen Antrag zur
Nutzung von Eizellen von Kühen, Schafen und Kaninchen gestellt, um embryonale
Stammzellen herstellen zu können.
Bereits Ende 2007 hatten sie dann Embryonen aus menschlichem Erbgut und Eizellen von
Tieren geschaffen. Sie hatten Genmaterial aus menschlichen Hautzellen in ausgehöhlte
Eizellen von Kühen eingefügt - und diese anschließend mit einem elektrischen Impuls zum
Wachsen angeregt. Nach drei Tagen seien die Embryonen dann zerstört worden, die zu diesem
Zeitpunkt aus 32 Zellen bestanden hätten. Ob- wie geplant- daraus Stammzellen gewonnen
wurden, wurde nicht veröffentlicht.
Die neu geschaffenen Embryonen enthalten 0,1 % Genmaterial der Kuh, und 99,9 %
Genmaterial vom Menschen. Die Erzeugung dieser Mensch-Tier-Chimären sei ein wichtiger
Erfolg für die Stammzellenforschung, erklärte die Universität von Newcastle.
Bisher sind die Ergebnisse der Genforscher noch mit Vorsicht zu genießen: Die Arbeiten sind
noch in keiner anerkannten Fachzeitschrift publiziert worden, wo sie von Gutachtern
untersucht worden wären. Die Regierung in London bereitet derzeit ein neues Gesetz zur
Stammzellenforschung vor, das unter anderem die Erzeugung von Chimären-Embryonen zu
Forschungszwecken generell erlauben und regeln soll. Die katholische Kirche und die
Gesellschaft für den Schutz ungeborener Kinder forderten hingegen ein Verbot derartiger
Forschungen.
Daneben gibt es noch Chimären anderer Art. Man züchtet Tiere aus Embryos, in die man
menschliche Stammzellen injiziert hat. Diese enthalten dann teilweise, beispielsweise im
Gehirn, menschliche Zellen und in Zellkernen menschliche und tierische DNA. So wurden
36

Mäuse erzeugt, in deren Gehirnen kleine Verbände menschlicher Zellen wachsen. Sinn der
Forschung ist, realistischere Tiermodelle für neurologische Krankheiten wie Alzheimer oder
Parkinson zu schaffen.
In die Gehirne zwei Wochen alter Mäuseembryos, die sich noch in der Gebärmutter befanden,
wurden etwa 100.000 undifferenzierte menschliche Stammzellen injiziert. Es überlebte nur
ein kleiner Teil, so dass die Mäuse bei Geburt einen Anteil von 0,1 Prozent an menschlichen
Zellen in ihren Gehirnen hatten. Um die Zellen im Gehirn identifizieren zu können, wurden
die Stammzellen mit einem Marker-Gen ausgestattet. Aus den Stammzellen entwickelten sich
die unterschiedlichen Neuronen-Zellarten und Glia-Zellen, die dieselbe Größe und Form wie
die tierischen Zellen hatten und sich in verschiedenen Arealen ansiedelten, ohne vom
Immunsystem abgestoßen zu werden oder Tumore zu verursachen. Die Neuronen waren aktiv
und verbanden sich über Synapsen mit den Neuronen der Mäuse. Das demonstriert, dass sich
menschliche Stammzellen die Gehirne von Mäusen integrieren können und offenbar auch bei
erwachsenen Mäusen noch funktionsfähig bleiben. Das belegt auch, dass Säugetiere auf sehr
ähnliche Weise funktionieren.
Mit einer solchen geringen Menge an menschlichen Zellen im Gehirn der Mäuse dürften noch
keine ethischen Probleme provoziert werden. Zumindest wurde hier auch das Gehirn der
Maus nicht verändert, sondern die menschlichen Zellen haben sich diesem angepasst, betont
Gage. Allerdings wird auch dieser Versuch erneut die Frage forcieren, bis zu welchem Grad
Chimären, zumal im Gehirn, „vermenschlicht“ werden dürfen. Will man aber Therapien oder
Medikamente einigermaßen realistisch in lebendigen Hirnen von Chimären testen, so müsste
das Gewebe sehr nahe an das von Menschen herankommen. Das aber könnte dann wieder die
Frage entstehen lassen, welche Eigenschaften ein weitgehend menschliches Gehirn in einem
Tier entwickeln würde, wenn die menschlichen Zellen sozusagen die tierischen übernehmen.
Einen Homunculus in einem Mäuse- oder Rattenhirn wird es wohl nicht geben, aber Mäuse
oder auch Affen könnten natürlich neue kognitive Fähigkeiten entwickeln.
Diese Herstellung und „Schöpfung“ neuer Lebewesen und von Chimären, insbesondere von
Mensch-Tier-Chimären wirft natürlich eine Menge von ethischen Problemen auf. Ebenso die
Frage der Patentierbarkeit von neu geschaffenen Lebewesen. Auf letztere wird im nächsten
Kapitel noch einmal genauer eingegangen.
37

6. Transgene Nutzpflanzen
Herstellung
Die Herstellung neuer transgener Pflanzen ist relativ einfach und wird schon seit 1983
durchgeführt. Der einfachste Weg führt dabei über ein im Boden natürlich vorkommendes
Bodenbakterium, das Agrobacterium tumefaciens.
Diese Agrobakterien können bestimmte Pflanzen infizieren. Dadurch werden krebsartige
Wucherungen im Wuzelhalsbereich hervorgerufen. Die genetische Information für das
Tumorwachstum befindet sich nicht in den Bakterienchromosomen, sondern auf einem
Plasmid.
Bei der Infektion einer Pflanzenzelle durch das Bakterium wird die so genannte T-DNA in die
Zelle übertragen und an einer beliebigen Stelle in das Genom der Pflanze eingebaut. Diese
Fähigkeit von Agrobacterium tumefaciens zum natürlichen Gentransfer wird in der
Gentechnik genutzt. Das Bakterium wird als Transportmittel (Vektor) eingesetzt, um
Fremdgene in Pflanzen einzuschleusen. Dabei werden zunächst die tumorbildenden Gene aus
dem Plasmid des Bakteriums herausgeschnitten und stattdessen das gewünschte Fremdgen
eingebaut.
Der Gentransfer mit Hilfe von Agrobakterien ist eine breit genutzte, zuverlässige Methode.
Allerdings funktioniert sie nur bei bestimmten Pflanzen, vor allem zweikeimblättrigen
(Dikotylen) wie z.B. Kartoffeln, Tomaten, Tabak.
Weniger geeignet sind Agrobakterien zum Einschleusen von Fremdgenen in Getreide
(Weizen, Mais). Bei diesen und anderen Pflanzen wird dann die bei der Herstellung
transgener Tiere bereits beschriebene Methode des Klonens angewandt.
Ein weiteres Bodenbakterium, das heute gern genutzt wird, ist das „Bacterium thuringiensis“.
Das Bakterium produziert das so genannte Bt-Toxin um Larven von Käfern, Schmetterlingen
oder Zweiflüglern zu töten, von deren Kadavern es sich dann ernährt. Biologen fanden heraus,
dass es sich beim Bt-Toxin um ein einzelnes Protein handelt. Dessen Gen konnte aus den
Bakterien isoliert werden. Dieses Gen kann mit Plasmiden leicht in Nutzpflanzen z. B. Mais,
Kartoffel u.a. übertragen werden, die das Bakteriengift dann in Stängeln und Blättern bilden.
Insekten, die ein solches Blatt befallen, werden von ihrer eigenen Nahrung vergiftet.
Ziele der „Grünen Gentechnik“
Mit Hilfe den oben beschriebenen Techniken wurden und werden neue transgene
Kulturflanzen geschaffen, die in der Landwirtschaft mehr und bessere Lebensmittel auf
gleichem Raum liefern sollen und gleichzeitig einen geringeren Dünger-, Insektizid- und
Herbizideinsatz benötigen.
Die Forschung konzentriert sich bei den wichtigsten Kulturpflanzen auf den Einbau folgender
Gene:
a) Gene mit Schaderreger-Resistenzen: Neue Resistenzen gegen Viren, Bakterien, Pilze
und Insekten und Herbizide sollen eine umweltfreundlichere Produktion der
Kulturpflanzen ermöglichen bei gleichzeitiger Reduktion von Dünger- und
Pflanzenschutzmitteln.
b) Gene die eine Qualitätsverbesserung der Produkteigenschaften
von Agrarprodukten bewirken. Als Beispiele seien genannt:
38

1) Gezielte Hemmung von Enzymen die unerwünschte Reaktionen
katalysieren(Flavr Savr Tomate= Antimatsch-Tomate)
b2) Veränderte Zusammensetzung der Inhaltsstoffe Geschmacksverbesserung,
Proteinverbesserung
Beispiel: Forschung an gv-Weizensorten:
Erhöhung des Gluteningehaltes in Weizenkörnern zur Verbesserung der
Backeigenschaften von Weizenprodukten. Das Protein Glutenin ist
Bestandteil des Klebereiweiß Gluten und sorgt für die Teigfestigkeit beim Backen.
Erhöhung des Nährstoffgehaltes in Weizenkörnern durch eine vermehrte Bildung
von Proteinen: Durch Einführung zweier Gene aus der Ackerbohne
und Gerste in Weizen werden verstärkt Aminosäuren und Zucker von anderen
Teilen der Pflanze wie etwa den Blättern in die Samen verlagert.
Dadurch stehen in den Weizensamen mehr Ausgangsstoffe für die Bildung von
Proteinen zur Verfügung.
b3)Veränderte Zusammensetzung gesundheitsrelevanter Inhaltsstoffen, etwa
Erhöhung der Hitzestabilität des Enzyms Phytase in Weizen. Ein dadurch erhöhter
Anteil an Phytase in verarbeiteten Weizenprodukten sorgt für einen bessere
Aufnahme von Eisen und Zink.
Erhöhter Anteil an wasserlöslichen Ballaststoffen (z.B.Beta-Glucane, Amylose)
erhöhter Lysingehalt. Lysin ist eine essentielle Aminosäure, die häufig
Futtermitteln zugesetzt wird, um den Nährwert zu erhöhen.
Geringerer Ligningehalt und damit höhere Ausbeute bei der Bioethanolproduktion
Weizen mit höherem Amylopektingehalt als Stärkelieferant für industrielle
Produkte.
Nutzung von gentechnisch verändertem Weizen als System zur Produktion von
Arzneimittelwirkstoffen.
.
c) Gene mit besonders gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen für die Nahrungsmittel
Beispiel: Der „Goldene Reis“, ein Reis mit hohem Vitamin A Gehalt.
Dieser transgene Reis wurde vom SaatgutkonzernSyngenta, der im Besitz der
entsprechenden Patente ist, entwickelt. Dazu wurde ein komplett neuer
Stoffwechselprozess in eine Pflanze eingebracht, wodurch im Endosperm der
Körner β-Carotin (das im menschlichen Organismus zur Bildung von Vitamin A
dient) angelagert wird. Der Goldene Reis war insofern ein neuer Ansatz, weil die
Pflanze, soweit bekannt, keinen Selektionsvorteil durch die Modifizierung erhielt
und gleichzeitig die Versorgung mit Vitamin A in Entwicklungsländern
unterstützt soll.
d) Gene, die eine ertragreiche Landwirtschaft auch in ungünstigen Gebieten ermöglichen,
indem sie die Nahrungspflanzen leichter Hitze, Wassermangel und Salz tolerieren
lassen.
e) Gene, die eine ertragreichere Forstwirtschaft, Aquakultur ermöglichen und /oder
eine biologische Sanierung der Umwelt bewirken.
39

Pflanzen als Bioreaktor
Daneben wird auch an transgenen Nutz- oder Kulturpflanzen geforscht, die als Bioreaktor für
die kostengünstige Herstellung pharmazeutischer Produkte dienen.
Schlagwort für diesen Wissenschaftszweig ist „Molecular Pharming“. Es sollen Lebensmittel
mit essbaren Antikörpern oder Impfstoffen entwickelt werden. Anstatt einen Impfstoff aus
empfindlichen Zellkulturen zu isolieren, will Molecular Pharming sie einfacher und
preiswerter in gentechnisch veränderten Pflanzen produzieren. Das erleichtert zum Beispiel
die Verteilung von Impfstoffen in Dritte-Welt-Länder, ohne dabei die Kühlkette zu
unterbrechen.
Beispiele für transgene Pflanzen, welche für das „Molekular Pharming“ genutzt werden oder
werden sollen:
a) An transgenen Mais-, Erbsen-, Kartoffel- und Tabaksorten werden im Moment in vielen
Labors die Möglichkeit der Produktion verschiedener Impfstoffe (gegen Hepatitis,
Malaria, Cholera, hämorrhagische Kaninchenkrankheit, Rotavirus(Durchfall
hervorrufendes Virus) untersucht und erforscht.
b) Eine Erbsenart, welche Antikörper gegen Salmonellen produziert. Hühner bekämen
dann die Erbsen als Futterzusatz, welcher die Erreger der Salmonellose abtötet.
c) Es wird an einer transgenen Banane geforscht, die in Zukunft Antikörper gegen
Kariesbakterien produzieren soll.(Zahnschutz in Entwicklungsländern)
d) Es gibt Forschungsberichte darüber, dass ein Antikörper gegen Herpesviren entwickelt
wird, der von Sojapflanzen produziert wird.
e) In Tabak produzierte Plantibodies gegen Kariesbakterien zeigen bereits beachtliche
Erfolge in der Kariesbehandlung.
f) Es wird ferner daran gearbeitet Antikörper gegen Krebs, gegen diverse
Infektionskrankheiten inklusive Aids, gegen Autoimmunkrankheiten oder gegen von
Bakterien produzierte Toxine in Pflanzen herzustellen.
Eine andere Forschungsrichtung beschäftigt sich mit transgenen Pflanzen, die als Bioreaktor
für technisch nutzbare Produkte dienen können.
Als Beispiel für einen technisch nutzbaren Stoff sei die Forschung an einem Kunststoff auf
Biobasis (Bioplastik, PHB) erwähnt. Dabei werden gv-Maissorten entwickelt, die durch
Fremdgene neue Inhaltsstoffe wie Fructane, Trehalose, Cyclodextrine, biodegradierbare
Thermoplasten produzieren, welche direkt oder indirekt zu Kunststoffen weiterverarbeitet
werden können.
In Mais und anderen Kulturpflanzen werden Fremdgene eingebaut, die eine höhere
Fructose, Glucose oder Stärkeproduktion bewirken, welche zu Biokraftstoffen
umgewandelt werden.
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Probleme der Nutzung transgener Pflanzen
Folgen des unkontrollierten Gentransfers
Die eingeschleusten Gene können aber auch leicht durch natürlichen Gentransfer übertragen
werden. Dabei spricht man vertikalem (innerhalb der Art)und horizontalem Gentransfer(über
Arten hinweg). So können Gene nicht nur von Mais zu Mais, sondern auch in Wildformen,
verwandte und nicht verwandte Arten, etwa in Raps und Senf gelangen. Durch horizontalen
Gentransfer gelangen sie über die Artgrenzen hinweg in Bodenlebewesen, Tier und Mensch.
Dieser Effekt wurde bereits nachgewiesen. So fand man in Darmbakterien von Bienen und
Menschen Genkonstrukte aus transgenen Pflanzen, ebenso im Körper von Hühnern und
Kühen.
Verwildern transgener Arten und Eindringen in natürliche und andere Agrar-Ökosysteme,
Auskreuzen von Genen auf Pflanzen derselben Art
→Verdrängung und Aussterben wichtiger alter Rassen
Obwohl z.B. in Mexiko ein totales Anbauverbot besteht, ist das Land
großflächig mit transgenem Mais kontaminiert, der über
Nahrungsmittelimporte ins Land kam.
In ganz Kanada kann auf keinem einzigen Hektar mehr gentechnikfreier Raps
angebaut werden.
Bis zu 83 Prozent des konventionellen und ökologischen Saatguts in den USA
ist mit Fremdgenen verunreinigt.
Bedrohung und Verlust der biologischen Vielfalt
Um 1900 wurden in Indien noch etwa 50.000 lokale Reissorten angebaut, in
den späten 70er Jahren waren es nur noch zwölf. Alle ursprünglichen
verschiedenen Sorten waren an unterschiedliche klimatische oder
geographische Bedingungen angepasst oder besaßen Resistenzen gegen
bestimmte Schädlinge und Krankheiten.
Übertragung von Genen auf Pflanzen andere Arten
→ neue „Superunkräuter“ können entstehen.
Übertragung von Genen auf Mikroorganismen(Bakterien,Viren)
→Entstehung neuer Mikroorganismen mit gefährlichen Eigenschaften
Übertragung von Genen auf Säugetier und Mensch
Auftreten von Krankheiten und Allergien bei Mensch und Tier als
Nebeneffekte: Schädigung von Nützlingen
Um vor Insektenfraß zu schützen wird gerne ein Gen des Bodenbakteriums
Bacillus thuringiensis(Bt) in Mais (z. B. den von der Firma
Monsanto entwickelten Bt-Mais MON810) und andere Nahrungsmittelpflanzen
eingebaut. Bt-Pflanzen produzieren permanent ein bakterielles
toxisches Protein, das viele Insekten, darunter Schmetterlinge tötet. Beim Mais
soll speziell der Maiszünsler bekämpft werden, ein Schadinsekt,
das in Maismonokulturen auftritt. Wie jedes Gift wirkt auch das Bt-Toxin aber
nicht nur auf die Zielorganismen, sondern auch auf Nutzinsekten.
So vernichtet das Toxin im MON810 auch große Teile der Populationen bei
verschiedenen anderen Schmetterlingsarten, Florfliegen, Trauermückenlarven,
Nematoden und sogar Regenwürmern.
Zusätzlich ist eine lange Verweildauer des Bt-Gifts im Boden festzustellen,
Dies stellt ein erhebliches Risiko für die Umwelt dar. Über Wurzeln und
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.
verrottende Pflanzenteile gelangt das Toxin in den Boden und reichert sich
dort an. Da bis heute nur etwa zehn Prozent der Vorgänge im Boden erforscht
sind, ist auch unklar, wie sich manipulierte DNA im Boden verhält.
Insektizidbildende Genpflanzen begünstigen die Bildung resistenter
Schädlinge: Andauernd dem Gift ausgesetzt, findet bei Insekten eine
beschleunigte Selektion statt. Denselben Effekt hat auch der Anbau
herbizidresistenter Genpflanzen: Verschiedene Ackerkräuter sind inzwischen
resistent gegen die Herbiziddusche auf den Gen-Feldern.
Die Folge: In den USA oder Argentinien werden heute mehr Pestizide
verbraucht als vor der Einführung von Genpflanzen.
In zahlreichen Ländern der EU ist MON810 inzwischen verboten, unter
anderem in Österreich, Ungarn und Griechenland. Auch in Frankreich ist
der Anbau seit Anfang 2008 aufgrund „ernster Zweifel“ an der Sicherheit
nicht mehr erlaubt, während in Deutschland noch immer mit ihm
experimentiert wird.
Gesundheitliche Folgen
Wegen der Veränderung des Erbguts produzieren gv-Pflanzen auch neue Proteine. Viele
davon können allergen wirken. Das Auftreten vieler neuer Allergien ist bereits festzustellen.
7 von 40 Versuchstieren starben nach Fütterung mit der „Anti-Matsch-Tomate“ innerhalb von
zwei Wochen. Trotzdem wurde die genmanipulierte Pflanze in den USA und Europa
zugelassen. Eine in Europa zugelassene transgene-Maislinie führte nach nur 90 Tagen zu
Veränderungen im Blutbild von Ratten, einer Erhöhung des Blutzuckers und der Zunahme
von Nieren-Entzündungen bei männlichen Tieren. Bauern in Kanada berichten von
zunehmender Unfruchtbarkeit bei Rindern, die mit transgenem Mais und /bzw. gv-Sojaschrot
gefüttert wurden. Es wurde eine transgene Erbsenpflanze(das Gen wurde der Kidney-Bohne
entnommen)entwickelt, welche sich zuverlässig gegen den Erbsenkäfer schützte. Zum Einsatz
kam ein Amylase-Hemmer, welcher als Inhibitor (Hemmstoff) das für den Stärkeabbau
wichtige Enzym α-Amylase blockiert. Wird die α-Amylase gehemmt, können die Larven des
Erbsenkäfers die mit der Nahrung aufgenommene Stärke nicht verdauen und sterben den
Hungertod. Es stellte sich bei Risikoanalysen heraus, dass Feldmäuse, welche mit den
transgenen Früchten gefüttert wurden, auffällig oft an Lungenentzündung. erkrankten. Die
Mäuse produzierten auch Antikörper gegen das Gen und entwickelten Allergien selbst gegen
unbehandelte Erbsen als Futter. In Mausversuchsgruppen, welche mit gewöhnlichen Erbsen
gefüttert wurden, kam es nicht zu Lungenentzündungen.
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Gesellschaftliche Folgen
Mit der „grünen Gentechnik“ hat die Patentierung Einzug gehalten, Eigenschaften von
Pflanzen werden dem Patentschutz unterstellt.
Da es sich bei den gentechnischen Verfahren um neue Erfindungen im Bereich des
technischen Vorgehens handelt, wird die Patentierung von neukonstruiertem
Genmaterial erlaubt. Die gemeinsame Grundlage des Lebens, etwas, das niemand erfinden
oder technisch herstellen kann, wird so privates "geistiges" Eigentum:
Auf allen gentechnisch veränderten Pflanzen oder Tieren liegen Patente, die sie de facto zum
Besitz der großen multinationalen Konzerne machen. Jedes Saatzuchtunternehmen, das mit
auf dem Markt befindlichen transgenen Sorten weiterzüchten will, kann dies mittlerweile nur
noch, wenn der Patentinhaber zustimmt und eine Lizenzgebühr erhält.
44 Prozent der weltweit mehr als 9.000 bekannten Patente für wichtige Nutzpflanzen sind in
den Händen von vier multinationalen Konzernen. Allein beim Europäischen Patentamt sind
weit über 20.000 Patente auf lebende Organismen angemeldet. Auf Pflanzen beziehen sich
über 2.000 Patentanmeldungen.
Der Markt für gentechnisch verändertes Saatgut und damit automatisch auch der Einfluß auf
Anbaumethoden und Schädlingsbekämpfung befindet sich zu fast 100 Prozent in den Händen
von sechs weltweit tätigen Gentechnik- und Agrochemiekonzernen: den US-amerikanischen
Unternehmen Monsanto, DuPont/Pioneer und Dow AgroScience, dem schweizer
Unternhemen Syngenta und den deutschen Konzernen Bayer CropScience und BASF Plant
Science. Er umfasst ein Volumen von 5,25 Mrd. US-Dollar. Das Volumen des Saatguts, das
weltweit gehandelt wird, beträgt Schätzungen zufolge insgesamt etwa 25,2 Mrd. US-Dollar.
In diesen Zahlen nicht enthalten ist das Saatgut, das Landwirte durch Nachbau gewinnen und
untereinander tauschen. Schätzungen zufolge macht der Nachbau etwa vier Fünftel des
weltweiten Saatgutmarktes aus. Selbst in der deutschen Landwirtschaft werden etwa 50
Prozent des Saatguts durch Nachbau gewonnen.
Monsanto hält einen Marktanteil von knapp 90 Prozent und verfügt damit über eine
monopolartige Stellung. Der Konzern vermarktet Soja, Mais und Raps mit einer Resistenz
gegen das firmeneigene Herbizid Roundup sowie Bt-Mais und Bt-Baumwolle, die sich selbst
gegen Schädlinge schützen sollen, und kassiert damit gleich doppelt. Syngenta ist vor allem
mit Bt-Mais am Markt vertreten. Bayer Crop-Science vertreibt Raps- und Maissorten, die eine
Resistenz gegen das Bayer-Herbizid Liberty (auch unter dem Namen „Basta“ im Handel)
tragen.
Die Abhängigkeit der Bauern weltweit von den multinationalen Unternehmen ist dadurch
bereits sehr groß und wird noch größer werden, weil sie künftig das genmanipulierte Saatgut
und die dazu passenden Pflanzenschutzmittel von einem Anbieter kaufen müssen. Bekannt
sind die „Roundup-Ready-Pflanzen“ Soja, Mais und Zuckerrüben der Firma Monsanto. Diese
trangsgenen Pflanzen reagieren auf ein bestimmtes Herbizid weniger empfindlich als
gewöhnliche Sorten. Die Firmen wollen verhindern, dass es zwischen dem Verkauf des
Saatgutes und der Ernte eine freie Marktentwicklung gibt. Daher wird das Saatgut so
manipuliert, dass die Pflanzen keine keimfähigen Samen mehr hervorbringen (Terminator-
Pflanzen). Hier geht es nicht mehr um angeblich „ verbesserte“ Eigenschaften, sondern
ausschließlich darum, dass das Saatgut nicht mehr für den Nachbau, sprich die Aussaat im
nächsten Jahr, geeignet ist. Wenn diese Pflanzen auskreuzen, wird auch Erntegut benachbarter
Felder steril. Die Terminator-Technologie könnte massive Auswirkungen auf den seit
Jahrtausenden praktizierten Nachbau ausgerechnet derjenigen Pflanzen haben, von denen sich
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ein großer Teil der Weltbevölkerung ernährt. Die Ernährungsgrundlage für ein Drittel der
Menschheit wird dadurch gefährdet.
Die Patentvorschriften bei anderen Sorten untersagen es den Bauern auch, einen Teil der Ernte
der transgenen Pflanzen für die Aussaat des nächsten Jahres zu benutzen. Das heißt, dass der
Landwirt sich in Zukunft in eine noch größere Abhängigkeit begibt, und Berechnungen der
EU belegen auch, dass der Kauf des Saatgutes teurer wird.
Seit Jahrtausenden säen Bauern einen Teil ihrer Ernte wieder aus oder tauschen Saatgut mit
anderen. Über 1,4 Milliarden Menschen, die meisten davon Kleinbauern, sind auf dieses
Grundrecht angewiesen. Patente auf Pflanzen machen diese bäuerliche Tradition zu einer
kriminellen Tat. Sie zwingen die Bauern, ihr Saatgut jedes Jahr neu zu kaufen, viele treibt dies
in den Ruin. In Indien haben im Jahr 2007 nach Aussagen der indischen Trägerin des
alternativen Nobelpreises ca. 4000 Kleinbauern Selbstmord begangen.
Wie Patente auf Pflanzen auch instrumentalisiert werden können, zeigt das Beispiel Irak:
Nachdem der Krieg große Teile der irakischen Ernte zerstört hatte, überschwemmten die
USA dem Markt mit patentiertem Saatgut. Dieses dürfen die Bauern nun jedoch nur anbauen,
wenn sie dafür Lizenzgebühren zahlen.
Schließlich gibt es schon Prozesse der großen Monopolisten gegen Bauern, deren Felder
durch natürlichen Gentransfer mit den transgenen Pflanzen verunreinigt wurden. Sie werden
mit der Begründung geführt, die Bauern würden unberechtigterweise(da sie keine
Lizenzgebühr zahlen)das gentechnisch veränderte Produkt anbauen und kultivieren. Die
Prozesse dauern noch an. Prozesse in umgekehrt Richtung werden ebenfalls geführt. Da die
Monopolisten diese aber mit ihren monetären Möglichkeiten lange führen, vertagen und
hinauszögern können, scheiterten die daran beteiligten Farmer häufig an den Kosten. Erst auf
der diesjährigen(2008) UN-Naturschutzkonferenz in Bonn einigte man sich darauf, dass die
Verursacher von Genverunreinigungen unter bestimmten Umständen in Regresspflicht
genommen werden können.
Die aufgezeigten Probleme machen deutlich, dass die Möglichkeiten, die sich durch die
Gentechnik eröffnen, mit vielen Nachteilen verbunden sind. Um diese zu vermeiden, scheint
es sinnvoll zu sein, vor einem weitern Einsatz die oben genannten komplexen
Zusammenhänge und Interaktionen zwischen Genen und Proteinen, zwischen diesen und dem
Gesamtorganismus und zwischen DNA, den Organismen und der Umwelt genauestens zu
analysieren und verstehen zu lernen. Ebenso müssten die gesellschaftlichen Probleme, die
durch Patentierung und Monopolisierung nicht nur im Bereich der Nutzpflanzen und
Nutztiere, sondern auch im medizinischen und pharmakologischen Bereich ergeben und
ergeben werden, in einer globalisierten Welt auf internationaler Ebene diskutiert und beseitigt
werden.
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7. Biologische Kriegsführung
Ziele der militärischen biologischen Forschung
Die Gentechnik bzw. die Gentechnologie nimmt in immer stärkerem Maße auch bei
Planspielen des Militärs eine bedeutende Rolle ein, da sie die Entwicklung weitaus
effektiverer biologischer Waffen ermöglicht. Es liegt in der Natur der Sache, dass die
Forschung, die in militärischen Labors durchgeführt wird, geheim gehalten wird.
Ziel der militärischen biologischen Forschung bis in die 70er Jahre war es die bekannten
klassischen Krankheitserreger gefährlicher(ansteckender ) und gegen Antibiotika
widerstandsfähiger zu machen.
Ab Mitte der 80iger Jahre wurde das Augenmerk vermehrt auf die Neuentwicklung und
Synthese von neuartigen Designermikroben gerichtet.
Mit Hilfe der Biotechnologie, vor allem mit Hilfe der technischen Möglichkeit zur
Herstellung längerer DNA-Sequenzen, ist man heute in der Lage neuartige, nicht zu
bekämpfende Krankheitserreger, bzw. Krankheitserreger mit nicht vorhersagbaren
Eigenschaften herzustellen.
2002 gelang es aus synthetischen, kommerziell erwerbbaren Oligonucleotiden ein
funktionsfähiges Polio-Virus herzustellen.
2004 wurden verbesserte DNA-Sequenziermaschinen der Öffentlichkeit vorgestellt, mit denen
man lange spezielle DNA-Sequenzen mit bis zu 14500 Basenpaaren herstellen kann.
Damit war es möglich in nur dreizehn Durchläufen das komplette Genom des tödlichen
Pockenvirus mit ca.186 000 Basenpaaren herzustellen. Selbstverständlich können damit auch
die Genome vieler anderer Krankheitserreger mit ähnlicher Genomgröße hergestellt werden.
Es ist denkbar und geplant mit solchen Oligonucleotiden auch andere kleinere, biologisch
aktive, tödlich wirkende Viren zu synthetisieren, sowohl in der Natur vorkommende, wie
völlig neuartige, künstliche Viren.
Beispiele moderner technischer Möglichkeiten
Folgende Beispiele zeigen die neuen Möglichkeiten auf, welche in wissenschaftlichen
Fachjournalen veröffentlicht worden sind.
1. Genmanipulationen, die den Impfschutz aushebeln
In Obolensk wurde 1997 der Milzbrand-Erreger so manipuliert, dass bewährte Impfstoffe
nicht mehr wirkten. Auch das Aufspüren des Erregers mit Antikörpern funktionierte nicht
mehr.
2. Einbringen von Resistenzgenen in Bakterien
1999 veränderten Militärforscher aus dem britischen Porton Down den Milzbrand-Erreger so,
dass er gängigen Antibiotika widerstand. Auch Forscher des Pariser Pasteur-Instituts
experimentieren mit Resistenzen gegen Antibiotika bei Anthrax.
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3. Einbau von Bakteriengenen in Fremdbakterien
Man kann bislang harmlose Bakterien zwingen, Gifte zu produzieren. So bauten US-Forscher
bereits 1986 ein Gen für ein tödliches Toxin aus dem Anthrax-Bakterium in ungefährliche
Darmbakterien (E. coli) ein, die nun ebenso tödlich wirken könnten wie der Milzbrand-
Erreger.
4. Einbau von Virusgenen in Bakterien
Es gibt Forschungen an der Kombination von Pestbakterien und Ebolaviren. Es gibt Berichte
von einer erfolgreichen Rekombination der Genome des Pestbakteriums und des
Venezolanischen Pferdeenzephalitis-Virus. Man kann also grundsätzlich todbringende virale
Gene im Genom eines Bakteriums verstecken und durch Behandlung des Bakteriums mit
Inhibitoren oder Promotoren z.B. Antibiotika wie Tetracyclin die Expression der Gene des
tödlichen Virus auslösen.
5. Einbau von Genen für Toxine(Giftstoffe) in Viren
Die Gene können dabei aus den unterschiedlichsten Lebewesen stammen. Die Experimente
wurden mit Vacciniaviren(Pockenverwandten) und Varicellaviren(Windpocken) durchgeführt.
Beide sind sehr große Viren mit großem Genom, sodass leicht zusätzliche Gene eingebaut
werden können. An ihnen untersuchte man Gene, die für Proteine codieren, welche die
Immunmodulation regulieren. Dabei entdeckte man ein Gen für Interleukin-4(IL-4), ein
Peptid zur Stimulierung der Produktion und Freisetzung von Antikörpern durch weiße
Blutkörperchen. Bei Infektion von Versuchstieren starben 60% bis 100% (bei
unterschiedlichen Versuchsreihen )der Tiere infolge der Überproduktion dieses Peptids.
6. Einbau von Säugetiergenen in ein Bakterium
a) Krankheitserreger können so verändert werden, dass sie sich schwerer nachweisen und
bekämpfen lassen. So haben 1993 russische Forscher Erregern der Hasenpest (Tularämie) ein
Gen für das Glückshormon Beta-Endorphin eingeschleusst. Dieses wird mit rekombinierten
Hasenpest-Impfstoffen(Lebendimpfstoff) übertragen und zur Expression gebracht. Es löst bei
infizierten Personen Verhaltensänderungen aus, welche die Symptome der Hasenpest
überlagern und zu Fehldiagnosen führen. Ehe die eigentliche Krankheitsursache erkannt ist,
kommt jede Hilfe zu spät..
b)In das Bakterium Legionella pneumophila, der Erreger einer milden Form der
Lungenentzündung wurde ein Säugetiergen eingebaut, das für Teile des Myelin-Proteins
codiert. In den mit den Bakterien infizierten Tieren wurde das Gen abgelesen, das Produkt als
fremd erkannt und dagegen Antikörper produziert. Gleichzeitig wurde aber auch das Teilstück
des Myelinprotins, das sich im körpereigenem Myelinprotein befand, ebenfalls angegriffen.
Myelin ist aber in wichtiges Protein in den die Nervenzellen isolierenden Myelinscheiden. Die
Folgen waren Störungen der Nerventätigkeit, Schädigungen der Nerven und des Gehirns,
Lähmungserscheinungen und schließlich der Tod aller Versuchstiere.
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Forschungsziele der Zukunft
Es wird also mit Sicherheit an der gentechnischen Synthese psychotroper Krankheitserreger
gearbeitet. So ist die Freisetzung von Dopamin und Serotonin durch Einbau und Übertragung
der entsprechenden Gene in Pocken-, Varicella- oder andere Viren möglich. Man könnte also
im Kriegsfall bei der Bevölkerung des anderen Landes Gedächtnisschwund, -verlust,
Schizophrenie, lähmende Depression, Wahnsinn durch unerträgliche Schmerzen, oder/und
Verhaltensänderungen,wie gesteigerte Aggression hervorrufen. Letzteres wäre auch eine
Möglichkeit eigene Truppen, denen man über das Einatmen und Ansiedeln transgener,nicht
krankheitserregender Mikroben erhöhte Aggression, Furchtlosigkeit, „Tapferkeit“ und
Schmerzunempfindlichkeit einimpfen könnte.
Man kann also mit veränderten Krankheitserregern die Wirkung von Psychopharmaka
imitieren. Man wird mit biologischen Waffen das Nervensystem angreifen können,
Wahrnehmung und Verhalten ändern können und Menschen auf diese Weise außer Gefecht
setzen ohne sie zu töten können.
Terrorismus und biologische Waffen
Schließlich werden in Zukunft auch weniger gut ausgebildete Personen Biowaffen für
Terrorakte und/oder kriminelle Zwecke nutzen können. Wie oben bereits beschrieben, können
heute schon Oligonucleotide, d.h. spezielle kürzere, ca. 140 Basenpaare enthaltende DNA-
Sequenzen bei kommerziellen Anbieter von jedermann bestellt werden. Sequenziermaschinen
sind ebenfalls leicht durch das Internet oder über Ebay käuflich erwerbbar. Die Ergebnisse der
Genomaufklärung von Mikroben und damit auch Krankheitserregern werden zudem von den
Forschern im Internet veröffentlicht und sind so ebenfalls jedermann zugänglich. Zum
Beispiel wäre die oben erwähnte Varicella-IL-4 –Rekombinante durch Terroristen leicht
herstellbar. Varicellaviren sind leicht zu beschaffen. Das IL-4-Gen ist ein Standardgen in der
medizinischen Forschung und das betreffende DNA-Molekül ist bei kommerziellen Anbietern
bereits für 350 Dollar zu erhalten.
Außerdem könnten Terroristen sich selbst mit genveränderten Erregern infizieren, gegen die
sie vorher einen Impfschutz erhalten haben. Danach könnten sie große Menschenmassen
durch Besuch von Flughafen, Bahnhöfen, Massenveranstaltungen infizieren, indem sie durch
Husten und Niesen diese Erreger unbemerkt verteilen. Sie könnten damit schrecklichere
Wirkungen erzeugen als mit Bomben. Außerdem sind terroristische Anschläge über das
Trinkwassersystem einer Großstadt, über Klimaanlagen möglich. Schließlich könnten, wie
nach dem 11.September 2001 in den USA gezeigt, terroristische Aktionen mit Hilfe von
kontaminierten Briefen vorgenommen werden. Eine großflächige Verseuchung z.B. mittels
Flugzeugen ist ebenfalls vorstellbar, gilt aber als außerordentlich schwierig, da die Erreger
speziell aufbereitet werden müssen. Nur wenige spezielle Labors verfügen über die nötige
Ausstattung dazu.
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8. Literatur
Bublath, Joachim : Die neue Welt der Gene. Dtv, München 2007
Blüchel, Kurt G.: Bionik. Goldmann, München 2006
Fischer, Ernst Peter: Am Anfang war die Doppelhelix. Ullstein, München 2003
Fischer, Ernst Peter: Geschichte des Gens. Fischer, Frankfurt 2003
Kronberg, Inge: Welche Gene machen den Menschen zum Menschen.
In: Biologie in unserer Zeit. 34.2004,4,S.206 -207
Roberts, Ian: Biologische Kriegsführung: Eine andere Perspektive. Deutsches Ärzteblatt
PP 2, Ausgabe August 2003, Seite 358
Williams, Ruth: Stammzellen. In: Epigenetik, EpigenomeNoE 2006
Lewin, Benjamin: Molekularbiologie der Gene. Spektrum, Heidelberg 2002
Aus Bild der Wissenschaft, Stuttgart:
Beuck, Simon: Doping für Peking. 6/2008, S.108
Donner, Susanne: Dolly-Vater Wilmut: Klonen war ein Irrweg.4/2008 S.37 – 43
Geo Kompakt Nr.7: Der Mensch und seine Gene. Geo, Hamburg 2006
http://de.wikipedia.org
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