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Gene Drive

Gene Drive

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Stechmücken, die Malaria, Dengue-Fieber und andere schwerwiegende Infektionskrankheiten übertragen, stehen im Fokus der Biotechnologie. Eine gentechnisch erzeugte Resistenz von Stechmücken gegen den Malariaerreger oder eine eingeschränkte Fruchtbarkeit der Stechmücken könnte sich in Kombination mit der «GeneDrive-Technik» schnell in der Stechmückenpopulation verbreiten. Auch Landwirtschaftsschädlinge oder invasive Arten sollen mittels GeneDrive eingedämmt werden.

Mit dem Verfahren will man Populationen eindämmen oder komplett ausrotten. Nicht nur einzelne Gene sollen gezielt verändert werden, sondern eine gesamte Population. 

Die Methode

Schema: www.sciencenews.org

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Mit dem Verfahren werden die Mendelschen Vererbungsregeln ausser Kraft gesetzt: Nach dem Mendelschen Gesetz wird bei der Fortpflanzung je ein Chromosomensatz vom männlichen und einer vom weiblichen Elternteil an die Nachkommen vererbt. Das heisst, dass einzelne Gene immer in zwei verschiedenen Ausprägungen vorliegen. Auf Dauer setzt sich dann die Variante durch, die der Population einen Vorteil bringt.

Mit GeneDrive soll bewirkt werden, dass beide Varianten eines Gens gleich sind, bestimmte Merkmale also reinerbig vorliegen.

So funktioniert es

In ein Genom werden sogenannte «egoistische genetische Elemente» (Homing-Endonuklease-Gene) eingebracht, die sich dann vervielfältigen. Wird ein solches Element in ein Chromosom eingefügt, so erzeugt es auf dem zweiten Chromosom eine Kopie seiner selbst. Das bedeutet, dass diese Information in den nachfolgenden Erbgängen immer weiter gegeben wird.

CRISPR/Cas soll helfen

Auch für das GeneDrive verspricht man sich durch die Methode der Genscheren zielgerichtete Einflussnahme auf das zu verändernde Genom. Mittels der Methode soll ein Gen an einer bestimmten Stelle ausgeschaltet werden. Ab der Schnittstelle soll dann die Erbinformation für den GeneDrive mit eingefügt werden. In einer Art Kettenreaktion sollen so alle Varianten dieses Gens ausgeschaltet werden. Ein bestimmtes Merkmal soll dann schnell in die gesamte Population vordringen.

Risiken

Versuche mit Insektenpopulationen haben gezeigt, dass die Methode bisher nur in den ersten Erbfolgen funktioniert. Das Verfahren ist noch längst nicht ausgereift. Die Auswirkungen auf die Ökosysteme sind nicht abschätzbar. 

Gene Drives bedeuten nicht nur ein großes Biosicherheitsrisiko bei der Forschung oder möglichen Anwendung, die auf die Veränderung ganzer Arten und Ökosysteme setzt, sondern werfen große Fragen auf, wenn es um die Patentierung und auch um die eventuelle Nutzung als potente biologische Waffen geht. 

Eine weltweite Kontrolle und Regulierung ist dringend erforderlich.