Genome Editing bezeichnet Verfahren, bei denen gezielt die DNA verändert wird. Dazu benutzt man spezielle Enzymkomplexe. Durch die Entdeckung von CriprCas 9 im Jahr 2012 wurde das Verfahren erheblich vereinfacht und beschleunigt. Seitdem ist Genome Editing ein wesentliches Standardverfahren der Molekularbiologie.
Wichtigster Bestandteil des CrisprCas ist eine RNA-Sequenz, die gezielt DNA-Abschnitte erkennt und bindet. Im Bereich der Bindestelle kann die DNA geschnitten oder gezielt umgebaut werden.
Genome Editing kann auf verschiedene Weise genutzt werden:
- Ein DNA-Abschnitt wird stillgelegt (Knock Out)
- Ein defekter DNA-Abschnitt wird durch einen funktionierenden derselben Tier- oder Pflanzenart ersetzt
- Gene werden zwischen Varianten einer Art ausgetauscht. Das Ergebnis ist dasselbe wie bei klassischer Züchtung, es geht aber viel schneller und es werden keine unerwünschten Gene mit eingekreuzt
- beliebige fremde Gene werden in die DNA eines Organismus eingebaut.
- beim Gene Drive wird das Gen für das benutzte CrisprCas-System mit eingebaut. Der entstehende Organismus vererbt die Fähigkeit, ausgewählte Gene zu verändern, an alle seine Nachkommen.
In den ersten drei Fällen ist der entstehende Organismus nicht von einem Organismus zu unterscheiden, der durch klassische Züchtung gewonnen wurde.
Die industrielle Anwendung des Genome Editings wird durch einen Patentstreit zwischen zwei Forschergruppen, die beide das Urheberrecht für CrisprCas beanspruchen, gebremst.
Ethische Bedenken gibt es, wenn durch Genome Editing fremde Gene in Organismen eingebaut werden. Die Bedenken werden dadurch verstärkt, dass CrisprCas9 ein relativ leicht umsetzbares Verfahren ist und "Bio-Hacking" möglich machen könnte.
2018 entschied der Europäische Gerichtshof, dass genomeditierte Pflanzen als gentechnisch verändert anzusehen sind, egal ob sie fremde DNA enthalten oder nicht. Weil viele EU-Staaten, z.B. Deutschland, die Freisetzung von gentechnisch veränderten Organismen (GMO) verbieten, ist damit die Nutzung des Genome Editing in der Landwirtschaft in der EU bis auf weiteres stark eingeschränkt. Weltweit wird ihr dagegen eine sprunghafte Verbreitung vorausgesagt.
Autoren:
Bilal Altun, Wolfgang Kehren, Tobias Remmen
Tannenbusch-Gymnasium, Hirschberger Straße 3, D-53119 Bonn