Gene Drive

Ein genetisches Werkzeug, das ganze Arten verändern und möglicherweise eliminieren kann, hat einen dramatischen Sprung nach vorne gemacht.

Die Forschung an einer gentechnischen Technologie, die die Merkmale einer Population oder sogar einer ganzen Art dauerhaft verändern kann, schreitet zügig voran. Der Ansatz verwendet genetisch bedingte genetische Elemente, die von den Eltern auf eine ungewöhnlich hohe Anzahl ihrer Nachkommen übergehen und sich dadurch ziemlich schnell in den Populationen ausbreiten. Genantriebe treten auf natürliche Weise auf, können aber auch entwickelt werden, und dies könnte in vielerlei Hinsicht ein Segen für die Menschheit sein. Die Technologie hat das Potenzial, Insekten daran zu hindern, Malaria und andere schreckliche Infektionen zu übertragen, die Ernteerträge zu verbessern, indem sie Schädlinge, die Pflanzen angreifen, verändern, Korallen gegen Umweltstress resistent machen und invasive Pflanzen und Tiere daran hindern, Ökosysteme zu zerstören. Die Ermittler sind sich jedoch zutiefst bewusst, dass die Veränderung oder sogar Eliminierung einer Art tiefgreifende Konsequenzen haben kann. Als Reaktion darauf entwickeln sie Regeln, um den Transfer von Genantrieben aus dem Labor in zukünftige Feldtests und eine breitere Anwendung zu regeln.

Die Forscher haben jahrzehntelang über Möglichkeiten nachgedacht, den Gen-Antrieb zur Bekämpfung von Krankheiten und anderen Problemen zu nutzen. Die Bemühungen wurden in den letzten Jahren durch die Einführung der CRISPR-Geneditierung verstärkt, die es einfach macht, genetisches Material an bestimmten Stellen auf Chromosomen einzufügen. Im Jahr 2015 berichteten mehrere Artikel über die erfolgreiche Verbreitung von CRISPR-basierten Genantrieben in Hefen, Fruchtfliegen und Mücken. Eine Demonstration führte dazu, dass Gene gegen eine Resistenz gegen den Malariaparasiten durch eine Mückenpopulation resistent wurden, was theoretisch die Übertragung des Parasiten einschränken sollte. Eine andere Studie beeinträchtigte die weibliche Fruchtbarkeit bei einer anderen Mückenart.

In diesem Jahr wurde ein CRISPR-Gen-Antriebssystem an Mäusen getestet, indem versucht wurde, die Fellfarbe zu manipulieren. Das Verfahren funktionierte nur bei Frauen. Trotzdem unterstützen die Ergebnisse die Möglichkeit, dass die Technologie dazu beitragen könnte, invasive Mäuse oder andere Säugetierpopulationen zu eliminieren oder zu verändern, die Pflanzen oder Wildtiere bedrohen oder Krankheiten übertragen.

Die Agentur für fortgeschrittene Verteidigungsforschungsprojekte (DARPA) gehört zu den Investoren, die von der Technologie begeistert sind. Es hat bei Malaria gegossen.

Trotz aller Versprechungen werfen Genantriebe viele Bedenken auf. Könnten sie versehentlich zu anderen Arten in freier Wildbahn springen und diese stören? Welche Risiken bestehen, wenn ausgewählte Arten aus einem Ökosystem entfernt werden? Könnten böswillige Parteien Genantriebe als Waffe einsetzen, um beispielsweise die Landwirtschaft zu stören?

Um solche schlimmen Aussichten zu vermeiden, hat ein Team einen Schalter erfunden, der durch Abgabe einer bestimmten Substanz eingeschaltet werden muss, bevor der Genantrieb funktioniert. Parallel dazu arbeiten mehrere Gruppen von Wissenschaftlern an Protokollen, um den Fortschritt durch jede Phase der Gen-Drive-Tests zu steuern. Im Jahr 2016 überprüften beispielsweise die US-amerikanischen Nationalen Akademien der Wissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Medizin die Forschung und gaben Empfehlungen für verantwortungsbewusstes Handeln ab. Und im Jahr 2018 legte eine große internationale Arbeitsgruppe einen Fahrplan für den Umgang mit Forschung von Laborstudien bis hin zu Veröffentlichungen vor Ort vor. Die Gruppe (an deren Sitzungen einige Beobachter von DARPA, der Gates Foundation oder anderen Agenturen teilnahmen) modellierte ihre Empfehlungen zur Verwendung von Gen Drive zur Bekämpfung von Malaria in Afrika, wo der Nutzen für die öffentliche Gesundheit wahrscheinlich am größten wäre.

Viele Ermittler begrenzen nicht nur die Risiken der Technologie selbst, sondern möchten auch Vorfälle und Fehltritte vermeiden, die zu öffentlichen oder politischen Rückschlägen führen können. Kevin M. Esvelt vom Massachusetts Institute of Technology und Neil J. Gemmell von der University of Otago in Neuseeland befürchteten in einem Aufsatz aus dem Jahr 2017 über die mögliche Verwendung von Gen-Drive zur Eliminierung von Schädlingssäugetieren, dass ein internationaler Vorfall die Forschung durch a Jahrzehnt oder mehr. "Nur für Malaria", sagten sie voraus, "könnten die Kosten dieser Verzögerung in Millionen ansonsten vermeidbarer Todesfälle gemessen werden."