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Willst Du mit mir Gen?

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Gentechnik spaltet die Gemüter: Für die einen bedeutet sie die Verheißung, den Hunger auf der Welt zu besiegen und Krankheiten zu bekämpfen, für die anderen ist sie ein unzulässiger, ethisch verwerflicher Eingriff in die Natur mit unabsehbaren, womöglich unbeherrschbaren Folgen. Tatsache ist, dass Gentechnik schon heute eingesetzt wird, um besonders resistente Pflanzen zu züchten – und gefährliche Krankheiten zu bekämpfen, die jährlich über einhunderttausend Menschenleben kosten.

Eine davon ist Malaria, eine der tödlichsten Infektionskrankheiten der Welt: Die WHO verzeichnete im Jahr 2016 mehr als 216 Millionen Malaria-Fälle, rund 450.000 Menschen kostete die Krankheit das Leben. Auch das Zika-Virus verbreitet sich nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation rasant und steht im Verdacht, die Hirnentwicklung von mehr als 4.000 Säuglingen infizierter Schwangerer geschädigt zu haben. In beiden Fällen soll eine Methode zur Anwendung kommen, die bereits in der Vergangenheit Erfolg hatte: 1997 gelang es, auf Sansibar die Tsetsefliege, Überträgerin der Schlafkrankheit, auszurotten, indem man in großem Stil Fliegen züchtete, die Männchen mit radioaktiver Strahlung sterilisierte und freiließ. Resultat: Sie paarten sich mit freilebenden Tsetsefliegen, bekamen aber keine Nachkommen. Nach 18 Monaten brach die Population zusammen.

Allerdings sind Mücken anders als Fliegen als Krankheitsüberträger nicht fit genug, um nach der Strahlenbehandlung mit ihren freilebenden Artgenossen zu konkurrieren. Aus diesem Grund ist für die Bekämpfung von Zika und Malaria eine andere Methode nötig - und hier kommt CRISPR ins Spiel. Der Molekül-Komplex erlaubt es, das Erbgut aller Lebewesen so schnell, einfach und effizient zu verändern wie nie zuvor. Wie eine Schere können Forscher mit der Methode bestimmte Abschnitte eines Gens herausschneiden, korrigieren oder durch andere Abschnitte ersetzen.

Im Falle der Zika-übertragenden Mücken will man deren Gene so verändern, dass sie selbst oder die folgende Generation unfruchtbar werden. Alternativ könnte man die Insekten gegen den für Menschen gefährlichen Erreger resistent machen und Infektionen auf diesem Wege vermeiden. Eine weitere Methode besteht darin, dass die Mücken den Erreger loswerden, indem sie Antikörper dagegen entwickeln. Bisher galt diese Methode durch die Vererbungslehre, nach der das veränderte Gen ab der zweiten Generation nur noch an jede vierte Mücke vererbt würde, als ineffizient. Dank CRISPR kann man nun garantieren, dass jedes freilebende Exemplar den entsprechenden Gencode bekommt.

Die neuen Möglichkeiten sorgen für große Hoffnungen in der Forschergemeinde, mit CRISPR auch Krankheiten wie Krebs oder AIDS heilen zu können. Gleichzeitig benötige die Forschung aber strenge Regeln, damit die Wissenschaftler nicht wie "sorglose Cowboys" dastehen, fordert Kevin Esvelt vom Wyss-Institut in Cambridge. Strenge Regeln, beispielsweise eine Genehmigung durch eine Expertenkommission und spezielle Laborkonstruktionen, die ein Entkommen der Insekten verhindern, seien ein erster Schritt in diese Richtung.

Einstweilen bietet CRISPR nicht nur zur Bekämpfung von Krankheiten ungeahnte Möglichkeiten: Auch für den Artenschutz kann die Methode eingesetzt werden - zumindest theoretisch. Die Künstlerin Alexandra Daisy Ginsberg stellt sich beispielsweise selbstaufblasende antipathogene Membranpumpen vor, die kranke Eichen von Infektionen heilen, durch die die Bäume sonst sterben würden. Eine andere Idee: Der Disperser - ein Wesen, das Samen von Pflanzen aufsammelt, verteilt und sicher begräbt. Oder ein sich selbst erneuernder Biofilm, der die Oberfläche von Pflanzen überzeiht und Schadstoffe aus der Luft einfängt und abspeichert.

Doch genug der Zukunftsmusik und zurück zu Nutzungsmöglichkeiten von CRISPR, die es bereits gibt: Dank der Methode ist es möglich, Bakterien zur Datenspeicherung zu nutzen. Ein Forscherteam aus den USA hat ein Bild einer Hand und ein kurzes Video von einem Pferd in Binärcode übertragen und ins Genom von Bakterien des Typs Escherichia Coli eingebaut. Um die 24.000 Einsen und Nullen, die diese beiden Dateien enthalten, in eine speicherbare Form zu bringen, wandelten die Forscher sie in eine Abfolge der vier Nukleinbasen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin um, aus denen die menschliche DNA aufgebaut ist. Mithilfe von Viren wurde der Code in die einzelnen Baketerien einer Population eingeschleust.

Die Methode hat Potential: Forscher errechneten, dass man mit nur einem Gramm DNA-Material 215.000 Terabyte Daten dauerhaft speichern könne - und langlebiger als herkömmliche Speichermedien ist das Erbmaterial sowieso: 2013 konnten Wissenschaftler das Erbgut eines im Permafrost konservierten Pferdes isolieren - nach 700.000 Jahren!
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