Tobias Wachtel erläuterte im WiTechWi-Vortrag am vergangenen Mittwoch vor mehr als 40 Zuhörern, wie die „Genschere“ CRISPR/Cas9, ein neues Verfahren, um DNA-Bausteine im Erbgut zu verändern, funktioniert.
Entdeckt wurde dieser Effekt als Abwehr, die Bakterien verwenden, im sich gegen Viren zu schützen. Daher auch der Titel des Vortrags „Wenn Bakterien Grippe kriegen“. Eine Zelle hat einen Zellkern, darin gibt es beim Menschen zweimal 23 Chromosomen mit 21.000 Genen, die DNA. Diese sind wiederum aus organischen Basen zusammengesetzt, insgesamt 3,2 Milliarden. 2012 hat man entdeckt, wie bestimmte Bakterien sich vor für sie gefährlichen Viren schützen.
Viren funktionieren so, dass sie ihr Erbgut in eine Zelle, hier das Bakterium, einschleusen, um die Zelle so „umzuprogrammieren“, dass diese nur noch neue Viren produziert und dadurch selbst abstirbt. Der Abwehrmechanismus im Bakterium funktioniert nun so, dass sich ein Enzym (Cas9) in der Zelle Teile der DNA des Virus merkt und bei erneuter Infektion in der Lage ist, die Virus DNA gezielt zu zerschneiden und damit unwirksam zu machen.
Das, was als Immunabwehr in Bakterien funktioniert, funktioniert genauso in beliebigen Zellen. Und man kann das Enzym mit RNA-Teilen so steuern, dass es Gene gezielt an bestimmten Stellen teilt. Dadurch lassen sich Erbinformationen der Zelle gezielt verändern. Krank machende Teile können herausgeschnitten werden, bestimmte Teile, die gewünschte Eigenschaften eines Organismus erzeugen, können eingefügt werden. Genaktivitäten können verstärkt oder unterdrückt werden.
Technisch ist dieses Verfahren einfach, billig und sehr zuverlässig. Und es erlaubt viele genetische Manipulationen. Hier ergeben sich natürlich jede Menge ethischer Probleme. Was ist erlaubt, was nicht. In Deutschland gilt diese Technik als Genmanipulation und unterliegt strengen Gesetzen, in Amerika und anderen Ländern geht man damit lockerer um. Hier kann jeder die benötigten Chemikalien kaufen und einfache Experimente damit durchführen. Problem ist aber auch, dass sich mit dieser Technik vorgenommene Manipulationen später kaum nachweisen lassen.
Tobias Wachtel arbeitet selbst in einem Unternehmen, das diese Technik zur Entwicklung von Medikamenten gegen bisher kaum heilbare Krankheiten einsetzt. Hier wird es zukünftig bestimmt spektakuläre Fortschritte geben. Allerdings gibt es in China auch erste „Designerbabies“, die zum Beispiel immun gegen HIV sind.
Die Eliminierung von Erbkrankheiten verspricht einiges, doch wo sind die Grenzen? Sind unerwünschte Eigenschaften schon krankhaft? Gibt es unvorhersehbare Spätfolgen, die vererbt werden? Viele Fragen blieben offen und daher kam es zu einer angeregten Diskussion am Ende des Vortrags. Vor allem auch die zahlreichen anwesenden Schüler waren eifrige Diskutanten.
Der nächste WiTechWi-Vortrag am 10. April wird sich mit den Änderungen in unserem Messsystem beschäftigen. Wie lang ist genau ein Meter, wie schwer ist genau ein Kilogramm? red