2/2019
UNIZEIT
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Gentechnik

Die durchschnittliche Lebenserwartung der Menschen ist seit 1950 weltweit um mehr als zwanzig Jahre gestiegen. Verantwortlich dafür sind auch die Fortschritte der Medizin. Eine Schlüsselrolle spielen dabei gentechnologische Verfahren. Auch an der Universität Graz verhelfen sie der Wissenschaft zu tiefen Einsichten in molekulare Mechanismen, die an der Entstehung von Krankheiten beteiligt sind.

von Gudrun Pichler


Rund 18 Millionen Menschen sterben jährlich weltweit in Folge von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Häufig sind Stoffwechselstörungen dafür verantwortlich, die zu Fetteinlagerungen in den Organen führen. „Zu wissen, welche Enzyme dafür zuständig sind, ist essenziell, um neue Therapiemöglichkeiten entwickeln zu können“, erklärt der Molekularbiologe Günter Haemmerle aus dem Bereich BioHealth an der Universität Graz.
In einem aktuellen Forschungsprojekt untersucht Haemmerle die Funktion eines Enzyms in Herzzellen. Dazu arbeitet er mit transgenen Mäusen. „Das sind Tiere, in deren DNA mehrere Kopien eines bestimmten Gens eingefügt wurden, um dessen Wirkung zu verstärken“, schildert der Forscher. Auch Tiere, bei denen ein bestimmter Erbfaktor deaktiviert wurde, helfen den ForscherInnen, Licht in die molekularen Wirkungszusammenhänge zu bringen. Die Beantwortung vieler verschiedener Forschungsfragen wäre ohne gentechnologische Methoden nicht möglich.

Tatort DNA
Unter Gentechnik oder Gentechnologie versteht man die Manipulation einer DNA. „Von den verschiedenen Verfahren haben drei die Forschung wirklich revolutioniert“, sagt Haemmerle und nennt als erstes die Genschere. Dabei wird aus einer DNA ein Stück herausgeschnitten und in ein Bakterium eingebracht, in dem das fremde Erbgut dann zu arbeiten beginnt. In den 1980er-Jahren wurde mit Hilfe der Genschere zum ersten Mal humanes Insulin produziert. Heute werden Bakterien mit eingeschleusten menschlichen Genen gezüchtet, um viele Substanzen für die Medizin zu gewinnen. Dazu zählen neben Insulin unter anderem Impfstoffe und verschiedene Antikörper, Wachstumshormone für kleinwüchsige Kinder und Interferon Alpha, das in der AIDS- und Krebstherapie zum Einsatz kommt. „Wollte man Interferon Alpha aus dem Blut gewinnen, bräuchte man für ein Gramm rund 40 000 Liter“, macht Haemmerle den Nutzen der Gentechnologie deutlich.
1977 stellte der britische Biochemiker Frederick Sanger ein zweites revolutionäres gentechnologisches Verfahren vor: die DNA-Sequenzierung, sprich die Entschlüsselung des genetischen Codes durch die Bestimmung der Abfolge der Basen-Paare in einem DNA-Molekül. „Mit der DNA-Sequenzierung lassen sich alle Gene eines Organismus analysieren und auf ihre Funktion hin untersuchen“, unterstreicht Haemmerle die Bedeutung der Entwicklung.
Ein drittes Verfahren, ohne das die moderne Forschung und Medizin undenkbar wäre, ist die Polymerase-Kettenreaktion, kurz PCR. Sie macht es möglich, jedes DNA-Stück zu vervielfältigen.
„Die DNA-Sequenzierung und die PCR haben die Tür für moderne diagnostische Verfahren zum Erkennen von Erbkrankheiten geöffnet, oder auch zur Feststellung des genetisch bedingten Risikos, zum Beispiel eine bestimmte Art von Krebs zu bekommen“, erklärt Haemmerle.
Am Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz arbeiten die ForscherInnen mit allen drei erwähnten Verfahren, um die Bedeutung von verschiedenen Genen im Zell­stoffwechsel zu untersuchen.

Schattenseiten
Trotz ihrer großartigen Leistungen zum Wohl der Menschheit ist die Gentechnik in der öffentlichen Wahrnehmung so negativ besetzt wie kaum ein anderer Begriff der modernen Wissenschaft. Die Assoziationen reichen von Designerbabys, maßgeschneidert nach den Wünschen der Eltern, bis hin zu Mensch-Tier-Chimären, deren Züchtung erst kürzlich in Japan für Forschungszwecke erlaubt wurde. Tatsächlich: Manches, was die Gentechnologie möglich gemacht hat, überschreitet die Grenzen ethischer Grundsätze, die unsere Zivilisation maßgeblich geprägt haben. Hier kritisch und sich der Gefahren bewusst zu sein, ist wichtig und berechtigt.
Auch Günter Haemmerle bestreitet nicht, dass die Möglichkeiten der Gentechnologie Risiken bergen. Wie überall so gelte hier genauso: „Je größer die Potenziale, umso größer auch die Gefahren. Dieser sollte man sich bewusst sein.“ Etwa im Zusammenhang mit gentechnisch veränderten Lebensmitteln. Zwar seien diese nicht grundsätzlich schlecht, meint Haemmerle. Nutztiere und -pflanzen werden seit Jahrtausenden durch Kreuzungen genetisch „verbessert“. Dennoch gebe es einiges zu bedenken: „Pflanzen haben ein Immunsystem, das sich gegen genetische Veränderungen wehren und Stoffe produzieren könnte, die unter Umständen Allergien auslösen“, nennt der Forscher ein Beispiel. Oder: Zuchtlachse, die schneller wachsen und größer als ihre wilden Verwandten werden, entkommen aus einer Lachsfarm und paaren sich mit Exemplaren der ursprünglichen Art. Das kann das Ökosystem massiv ins Wanken bringen. Nicht weniger bedenklich sind die Folgen wirtschaftlicher Abhängigkeiten von Weltkonzernen, die gentechnisch optimierte Nutztierrassen oder Saatgutsorten anbieten.
Ethische Fragen sind vielleicht noch schwieriger zu beantworten: Ist es gerechtfertigt, Embryonen zu züchten, um Stammzellen zur Behandlung von Krankheiten zu gewinnen? Wegschauen ist keine Antwort.