Vor einem halben Jahrhundert leitete der erste gentechnisch veränderte Organismus eine neue Ära biologischer Innovation ein. Anlässlich dieses Jubiläums finden Sie hier acht Meilensteine bei GVO. Viele davon hatten dramatische Auswirkungen auf unser Leben oder stehen kurz davor, dies zu tun.
1. Escherichia coli
Im November 1973 berichteten der Genetiker Stanley Cohen und seine Kollegen, dass sie ein Plasmid, einen DNA-Ring, gebaut hatten, der ein Gen von einem anderen Organismus in einen anderen Organismus übertrug E coli Zelle – die Geburt der Gentechnik (SN: 01.06.74). Das Team zeigte später, dass solche veränderten Zellen das mit einem fremden Gen verbundene Protein produzieren können. E coli wurde seitdem umgebaut, um therapeutische Medikamente in Massenproduktion herzustellen, Kunststoffe abzubauen und vieles mehr. „Der wichtigste GVO sind die Mikroben, die zur Herstellung von Insulin verwendet werden“, sagt der Genetiker Matthew Cobb von der Universität Manchester in England. Als Wissenschaftler 1978 Probleme mit Insulin aus Schweinen und Kühen hatten, entwickelten sie es E coli menschliches Insulin zur Behandlung von Diabetes herzustellen (SN: 16.09.78). Das lebensrettende Medikament kam 1982 auf den Markt (SN: 09.10.82).
2. Transgene Mäuse
Mausmodelle sind eine Anlaufstelle für Wissenschaftler, die menschliche Krankheiten im Labor kontrolliert untersuchen möchten. 1974 legten die Biologen Rudolf Jaenisch und Beatrice Mintz den Grundstein für diese Modelle, indem sie DNA des Affenvirus in Mäuseembryonen injizierten, die später mit viraler DNA in ihren Genomen geboren wurden. In 1980 und 1981 veröffentlichten Arbeiten baute ein Team um die Biologen Jon Gordon und Frank Ruddle virale DNA in das Genom von Mäusen ein, sodass sie an nachfolgende Generationen weitergegeben werden konnte (SN: 13.09.80). Die Star-Nagetiere wurden „transgene“ Mäuse genannt. Seitdem wurden transgene und Knockout-Mäuse entwickelt, bei denen ein einzelnes Gen gebrochen oder entfernt wurde, um menschliche Krankheiten von Alzheimer über Alkoholismus bis hin zu Depressionen und Krebs nachzuahmen und zu untersuchen.
3. Bt-Tabak und mehr
Im Jahr 1987 berichteten der Genetiker Mark Vaeck und Kollegen, dass sie Tabak gentechnisch verändert hatten, um Bt-Toxine zu produzieren. Diese Giftstoffe werden vom Bakterium produziert Bacillus thuringiensis, betreffen nur bestimmte Insekten, darunter mehrere häufige landwirtschaftliche Schädlinge. Das Versprühen von aus den Toxinen gewonnenen Pestiziden erfordert Zeit und Geld, aber die neue Tabakpflanze verfügt über einen eingebauten Schutz. Schätzungen gehen davon aus, dass seitdem mehr als eine Milliarde Hektar Bt-Pflanzen – Mais, Baumwolle, Sojabohnen und mehr – angebaut wurden, ohne dass Sicherheitsprobleme für Verbraucher bekannt sind. Diese Pflanzen haben höhere Erträge erzielt und gleichzeitig den Bedarf an Pestiziden verringert. Sie „werden in vielen Ländern der Welt in großem Maßstab angebaut“, sagt Emma Kovak, Lebensmittel- und Agraranalystin am Breakthrough Institute, einer Umwelt-Denkfabrik in Berkeley, Kalifornien. „Sie hatten enorme Auswirkungen.“
4. Flavr Savr Tomate
Die Wirkung der 1994 eingeführten Flavr-Savr-Tomate ist größtenteils symbolischer Natur (SN: 28.05.94). Sein Genom wurde verändert, um die Produktion eines Enzyms zu blockieren, das für das Erweichen der Frucht verantwortlich ist, wodurch die Frucht länger fest bleibt. Hohe Produktions- und Vertriebskosten machten den Flavr Savr letztendlich zum Scheitern, aber es war die erste gentechnisch veränderte Pflanze, die von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zugelassen und kommerziell verkauft wurde. Gentechnisch veränderte Pflanzen boomen seit dem Flop des Flavr Savr. Im Jahr 2019 wurden mehr als 190 Millionen Hektar mit gentechnisch veränderten Pflanzen bepflanzt. Zu diesen Nutzpflanzen zählen Kartoffeln, Kürbis, Zuckerrüben, Papayas und Mais.
Einige Leute führen einen Anstieg des GVO-Widerspruchs auch auf die Flavr-Savr-Tomate zurück, sagt Kovak. Die Tomate wurde intensiven Sicherheitstests unterzogen, aber Menschen, die damals wie heute generell gegen gentechnisch veränderte Lebensmittel waren, weisen auf potenzielle Gesundheits- und Umweltrisiken hin.
5. Bioangereicherter Reis
Mehr als 2 Milliarden Menschen weltweit leiden unter Mikronährstoffmangel. Traditionelle Züchtung und Gentechnik können diese Nährstoffe steigern, und Reis war ein offensichtliches Ziel. „Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung, darunter viele Menschen, die in Armut leben, ist für den Großteil ihrer täglichen Kalorien auf Reis angewiesen“, sagt BP Mallikarjuna Swamy, ein Biofortifikationsforscher für Reis am International Rice Research Institute in Los Baños, Philippinen.
Goldener Reis, der Ende der 1990er Jahre von einem Team unter der Leitung der Biologen Ingo Potrykus und Peter Beyer entwickelt wurde, enthält Gene einer Narzisse und eines Bodenbakteriums, die es ihm ermöglichen, eine Vorstufe von Vitamin A zu produzieren. Lebensmittelsicherheitsbehörden haben ihn in den Vereinigten Staaten zugelassen , Australien, Kanada und Neuseeland, und es wurde kürzlich für die kommerzielle Nutzung auf den Philippinen zugelassen. Trotz seines Versprechens hat der goldene Reis jedoch aufgrund regulatorischer Hürden und des Widerstands gegen gentechnisch veränderte Organismen noch keine breite Akzeptanz gefunden.
6. AquAdvantage Lachs
Die FDA hat AquAdvantage-Lachs 2015 für den menschlichen Verzehr zugelassen. Damit ist der Lachs das erste gentechnisch veränderte Tier, das in den Vereinigten Staaten als menschliche Nahrung zugelassen ist. Kanada folgte im Jahr 2016. Mit einem Wachstumshormon-Gen aus Chinook-Lachs erreichen AquAdvantage-Lachse ihre volle Größe in der Hälfte der Zeit wie traditionell gezüchteter Atlantischer Lachs. Schnell wachsender Zuchtlachs könnte eine weitverbreitete Anziehungskraft haben, aber es gibt Bedenken, dass, wenn der manipulierte Lachs entkommt, er Wildlachs verdrängen könnte. Derzeit gelangt AquAdvantage-Lachs nur in die US-Lieferkette.
7. Amerikanische Kastanie
Einige Forscher wenden sich zur Erhaltung gentechnisch veränderter Organismen zu. Die amerikanische Kastanie, die einst die Ostküste dominierte, ist ein frühes Beispiel dafür, wie solche Bemühungen aussehen könnten. Diese „Mammutbäume des Ostens“ wurden Mitte des 20. Jahrhunderts durch einen parasitären Pilz, der von importierten Bäumen eingeschleppt wurde, stark dezimiert. Historische Bemühungen, mithilfe traditioneller Züchtung eine fäulnisresistente Kastanie zu entwickeln, haben nicht zum Erfolg geführt, aber die Darling-Kastanie könnte die Antwort sein. Dieser gentechnisch veränderte Baum ist dank eines Weizengens, das die schädliche Chemikalie, die der Krankheitserreger produziert, abbaut, resistenter gegen die Pilzkrankheit. Der Baum wird seit Januar 2020 von Aufsichtsbehörden geprüft. Nach der Genehmigung plant das American Chestnut Research and Restoration Project am College of Environmental Science and Forestry der State University of New York in Syracuse, mit der Verteilung an Restaurierungsprogramme und die Öffentlichkeit zu beginnen.
8. Mücken
Die genetische Veränderung von Tieren, die Krankheiten verbreiten, darunter auch Mücken, könnte viele Leben retten; Allein Malaria tötet jedes Jahr Hunderttausende Menschen. „Wir nutzen bereits gentechnisch veränderte Mücken zur Krankheitsbekämpfung“, sagt die Biologin Vanessa Macias von der University of North Texas in Denton. Tests im Jahr 2021 in Florida beispielsweise ergaben männliche Freilassungen Aedes aegypti Mücken wurden gentechnisch verändert, so dass weibliche Nachkommen vor dem Erwachsenenalter sterben (SN: 14.05.21). Das Ziel? Reduzieren Sie die Insektenpopulation, die die Zika- und Dengue-Viren verbreitet. Auch in Brasilien, den Kaimaninseln, Panama und Indien wurden modifizierte Mücken freigesetzt.
Andere Forschungsteams fügen Gene hinzu, die Mücken resistent gegen einen Krankheitserreger machen, sagt Macias, und so die Ausbreitung von Krankheiten verhindern. Und Fortschritte in der Genbearbeitung machen es nun möglich, sogenannte Gene Drives zu nutzen, um genetische Veränderungen in ganzen Populationen zu verbreiten (SN: 02.12.15). Dennoch bleiben offene Fragen, einschließlich der Frage, ob es ethisch oder sinnvoll ist, ganze Tierpopulationen umzuwandeln (SN: 03.06.22). „Wir reden über unbekannte Unbekannte“, sagt Macias.