Die Genschere "Crispr "

Gentechnik

Die Genschere "Crispr "

Von Annika Erbach

"Crispr" ist ein mächtiges Werkzeug, das Forscher aufjubeln lässt. Die Genschere kann Pflanzen ertragreicher und resistenter machen. Sie hat sogar das Potenzial, die Medizin grundlegend zu verändern. Erbkrankheiten und genetisch bedingte Erkrankungen könnten durch Crispr heilbar werden. Ethiker fordern eine Regulierung von Crispr.

Gene ganz leicht entfernen oder einfügen

"Crispr" – das klingt wie ein Schokokeks, doch es ist die Abkürzung für eine biochemische Methode mit dem Namen "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats". Eigentlich heißt die neue Technik "Crispr-Cas9". Weil das so kompliziert ist, sagen fast alle nur "Crispr".

Mit Crispr lässt sich DNA gezielt schneiden und verändern. Gene können eingefügt, entfernt oder ausgeschaltet werden. Das funktioniert bei einzelnen Basen und ganzen Genabschnitten, auch an mehreren Stellen zugleich.

Das Potenzial von Crispr entdeckte die französische Biologin Emmanuelle Charpentier im Jahr 2012 – und zwar eher zufällig, als sie scharlachauslösende Bakterien untersuchte. Diese Bakterien besitzen einen Mechanismus, um sich gegen Viren zu verteidigen: ein Molekül, das wie eine Art Schere funktioniert und Erbmaterial mit zuvor unerreichter Genauigkeit manipulieren kann.

Zwar konnte Charpentier auf bisherige Forschungen aufbauen, doch sie fand das letzte Puzzleteil, um den Mechanismus zu entschlüsseln. Dann ging alles sehr schnell – heute gehört Crispr in vielen Laboren bereits zum Alltag. Die Methode ist leicht anzuwenden, beschleunigt die Arbeit und ist höchst effizient. Zwar gab es vorher auch schon Genscheren, doch diese waren viel aufwendiger zu programmieren.

Mit Crispr Nahrungspflanzen optimieren

Weltweit forschen die großen Saatgut-Konzerne an der Optimierung von Pflanzen mithilfe von Crispr. Wann die ersten Crispr-veränderten Pflanzen auf den Markt kommen, ist nur eine Frage der Zeit. Diese Pflanzen sollen ertragreicher sein, nährstoffreicher und resistenter.

Die Schnitte der Genschere im Erbgut der Pflanzen seien nicht von Züchtungen zu unterscheiden, sagt der Grundlagenforscher Joachim Wittbrodt vom "Centre for Organismal Studies" der Universität Heidelberg. Darin bestehe der Unterschied zur klassischen Gentechnik.

Doch ob Crispr Gentechnik ist oder nicht, wird heftig diskutiert. Der Europäische Gerichtshof (EuGH) entschied im Juli 2018, dass Crispr eine Gentechnik sei und innerhalb der Europäischen Union unter die Richtlinien der Gentechnik falle. Mit der Genschere behandelte Pflanzen müssen demnach als genetisch veränderte Organismen gekennzeichnet sein.

Außerdem muss geprüft werden, ob die veränderten Pflanzen Unverträglichkeiten aufweisen oder die Umwelt schädigen. Begründet hat der EuGH seine Entscheidung mit vergleichbaren Risiken zu älteren gentechnischen Verfahren. Der EuGH macht so einen klaren Unterschied zur Zucht.

Andere Länder wie die USA sehen Crispr-veränderte Pflanzen als Züchtung an. Sie müssen dort nicht gekennzeichnet werden. Da der Einsatz von Crispr nicht nachweisbar ist, wird trotz der EU-Bestimmungen nicht zu verhindern sein, dass Crispr-veränderte Produkte auf deutschen Tellern landen.

Dank Crispr könnten bisher unheilbare Krankheiten heilbar werden

Auch Mediziner setzen große Hoffnungen auf das Crispr-Verfahren. Es könnte genetisch bedingte Erkrankungen irgendwann heilen und Erbkrankheiten vielleicht sogar ausrotten.

Der Molekularbiologe Frank Buchholz erforscht an der Universität Dresden den Einsatz von Crispr bei Krebs. Bei Krebserkrankungen können angeborene entartete Zellen der Grund für Mutationen in den Zellen sein. Crispr soll die Genmutation herausschneiden und damit den Krebszellen den Garaus machen.

Das birgt allerdings auch Risiken. Bevor Crispr bei Menschen zum Einsatz kommt, muss ausgeschlossen sein, dass durch die Genschere neue Mutationen an den Zellen entstehen.

Crispr arbeitet mit einer sehr hohen Genauigkeit. Trotzdem können Fehler passieren. Denn die Erkennungsfrequenz von Crispr – die Sonde – durchsucht immer das ganze Genom nach der gewünschten Gensequenz, die herausgeschnitten werden soll. Doch die Kombination der Basenpaare kann auch doppelt vorkommen, und an dieser Stelle wird die Genschere dann auch schneiden – außerhalb des Zielbereichs. Wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass so etwas passiert, ist noch unklar.

Ethikrat plädiert für Regulierung von Crispr

Crispr eröffnet theoretisch auch die Möglichkeit, Menschen gezielt zu optimieren. Der Stand der Forschung sei aber noch nicht so weit, sagt Professor Joachim Wittbrodt. "Noch wissen wir gar nicht, wo die Genschere ansetzen muss, um gewisse phänotypische Veränderungen hervorzurufen", erklärt er.

In Deutschland verhindert das Embryonenschutzgesetz, dass die Keimbahn verändert wird. Eine Veränderung der Keimbahn hätte zur Folge, dass die veränderten Gene vererbt werden können.

Wegen der möglichen weitreichenden Folgen von Crispr fordert der Deutsche Ethikrat eine weitgespannte Diskussion und internationale Regulierung. "Es braucht eine intensive gesellschaftliche Debatte darüber, was wir mit der neuen Technik anstellen wollen", sagt Professor Peter Dabrock, Vorsitzender des Deutschen Ethikrats. "Wir dürfen die Entscheidungen nicht nur den Wissenschaftlern überlassen."

Weiterführende Infos

Stand: 12.09.2018, 10:30

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