CRISPR-Reis

Risiken unbeabsichtigter Veränderungen

Experimentelle Nachweise zeigen, dass die Verfahren der Neuen Gentechnik auch unbeabsichtigt zu genetischen Veränderungen führen, die mit einem neuartigen Gefährdungspotential einhergehen. Zwar ist die Anzahl der Forschungsprojekte zu diesem Thema gering. Doch Untersuchungen u.a. an Reis, Raps, Weizen und Fischen zeigen: Nicht nur die beabsichtigten, sondern auch unbeabsichtigte Veränderungen, die durch die Gen-Schere ausgelöst werden, weisen ein neuartiges und spezifisches Risikopotential auf.

Ein Beispiel: WissenschaftlerInnen aus China haben das Erbgut von Reis mit der Gen-Schere CRISPR/Cas so verändert, dass die Pflanzen viel kleiner wuchsen und einen erhöhten Ertrag brachten. Im Fokus der Experimente standen jedoch nicht die beabsichtigten veränderten Eigenschaften der Reispflanzen, sondern die unbeabsichtigten Veränderungen im Erbgut, die durch die Anwendung der Gen-Schere bewirkt wurden. Die Untersuchung zeigte, dass der Eingriff in die Gene des Reises keineswegs präzise war.

Im Erbgut der Pflanzen fanden sich sogenannte Off-Target-Effekte an Bereichen, die der eigentlichen Zielsequenz sehr ähnlich sind. Die Gen-Schere kann diese Off-Target-Bereiche also mit der Zielsequenz verwechseln und dort unbeabsichtigterweise schneiden. Im CRISPR-Reis wurden solche Off-Target-Bereiche ganz gezielt durch sogenannte PCR-Verfahren überprüft. Dabei wurden in einigen Pflanzen auch tatsächlich Off-Target-Veränderungen gefunden. Es gibt noch genauere Analysen (sogenannte Whole-Genome-Sequencing-Verfahren), mit denen das komplette Erbgut auf Off-Target-Effekte überprüft werden kann. Diese sind mit einem technisch aufwendigeren Prozess verbunden und dauern länger als die klassischen Analyseverfahren. Beim CRISPR-Reis wurden nur PCR-Analysen durchgeführt.

Bei der Untersuchung der Zielsequenz in verschiedenen CRISPR-Reispflanzen wurden dort ganz unterschiedliche Veränderungen festgestellt. Grundsätzlich kann entweder der gewünschte Effekt eintreten, dass also beispielsweise ein Gen ausgeschaltet wird. Es kann aber auch passieren, dass die DNA-Veränderung zur Bildung von neuen, unerwünschten Genprodukten führt. In einer Reislinie wurde die Zielsequenz so verändert, dass daraus ungewollt ein neuartiges, stark verkürztes Protein gebildet wurde. Es wurden auch große, nicht beabsichtigte Umstrukturierungen des Zielbereichs gefunden, wie sie bereits mehrfach in menschlichen und tierischen Zellen beschrieben wurden.

Darüber hinaus gibt es eine weitere Fehlerquelle für unbeabsichtigte genetische Veränderungen: Bevor die Gen-Schere überhaupt schneiden kann, muss sie erst einmal in die Zellen gelangen. Dies geschieht bei Pflanzen oft durch die alten Gentechnikverfahren und mit Hilfsmitteln wie Genen aus Bodenbakterien. In der Folge kommt es dazu, dass, bedingt durch das Verfahren, ungewollt zusätzliche Gene in das Erbgut von Pflanzen eingefügt werden. Auch im CRISPR-Reis wurden solche DNA-Fragmente gefunden.

Dieses Beispiel zeigt: Werden Gentechnikverfahren bei landwirtschaftlich genutzten Pflanzen eingesetzt, müssen alle daraus resultierenden Organismen eingehend auf ihre Risiken untersucht werden.

 

Publication year: 
2021