Scherenschnittmuster im Weizen

- Spezifische Muster der genetischen Veränderung

Auch wenn mit der Gen-Schere CRISPR/Cas gearbeitet wird, kommen oft die Verfahren der ‚alten Gentechnik‘ zum Einsatz, um die Gen-Schere in das Erbgut des Zielorganismus einzuschleusen. Diese können spezifische, ungewollte Veränderungen auslösen. Zudem ist das Muster der Genveränderung bei den neuen Verfahren oft einzigartig und nicht durch konventionelle Züchtung erreichbar. Das gilt auch für die Fälle, in denen keine zusätzlichen Gene ins Erbgut eingefügt werden.

GentechnikerInnen unter Beteiligung der US-Firma Calyxt (USA) haben im Weizen eine Gruppe von Gluten-Eiweißstoffen (Gliadine) ins Fadenkreuz genommen, die im Verdacht stehen, entzündliche Darmkrankheiten auszulösen (Zöliakie). Diese Gene kommen in einer großen Genfamilie vor, die in sogenannten Gen-Clustern (das heißt in mehreren Kopien) an verschiedenen Orten im Genom vorliegen. Bisher gelang es mit konventioneller Züchtung nicht, die große Anzahl an Genen und Genkopien zu verringern. Mit Hilfe der Gen-Schere CRISPR/Cas gelang es 2018 erstmals, einen großen Teil dieser Gene auszuschalten: 35 von 45 Genen, die Gliadine produzieren, wurden so ‚ausgeknipst‘. In der Folge entsteht ein einzigartiges Muster der genetischen Veränderung im Weizen. Dieses kann auch biologische Eigenschaften (wie Veränderungen von Inhaltsstoffen) auslösen, die nicht beabsichtigt sind. Deswegen müssen diese Pflanzen eingehend auf ihre Risiken untersucht werden, auch wenn für diese neue Genkombination keine zusätzlichen Gene eingefügt wurden.

Bei der Veränderung der Pflanzen ging man in mehreren Stufen vor: Zunächst wurden mit ‚alter Gentechnik‘ transgene Weizenpflanzen hergestellt (unter Verwendung der sogenannten Gen-Kanone). Der Grund: In den Pflanzen muss zunächst das Eiweiß (Enzym) für die Gen-Schere gebildet werden. Dafür muss ein bakterielles Gen zur Bildung des Enzyms in das Erbgut der Pflanzen eingefügt werden. Erst in einem zweiten Schritt wurden dann mit Hilfe der ‚neuen Gentechnik‘ (Genome Editing) die jeweiligen Gene so ‚geschnitten‘, dass diese ihre Funktion verlieren. Dieses zweistufige Verfahren ist typisch für die Anwendung der Gen-Schere, die immer zunächst in die Zellen eingebracht werden muss, bevor sie aktiv werden kann. Entsprechende Verfahren wurden bei fast allen genomeditierten Pflanzen angewandt, die in den USA zum Anbau angemeldet bzw. freigegeben wurden. Eine Folge: In den Pflanzen sind auch Bestandteile der Transgene (u.a. aus Bakterien) vorhanden, die man dann später durch weitere Züchtungsschritte wieder zu entfernen versucht. Zudem werden durch den Einsatz der ‚Schrotschussverfahren‘ der alten Gentechnik oft vielfältige weitere ungewollte Veränderungen des Erbguts ausgelöst. Es können so auch neue Stoffe gebildet werden, die nicht beabsichtigt und schwer zu entdecken sind.

Dieses Beispiel zeigt:

(1) Pflanzen, die mit der ‚neuen Gentechnik‘ verändert werden, müssen eingehend auf ungewollte Veränderungen untersucht werden. Dabei müssen alle Stufen der jeweiligen Verfahren einbezogen werden.

(2) Zudem weisen die genomeditierten Pflanzen oft Genkombinationen und Eigenschaften auf, die mit konventioneller Züchtung nicht oder nur sehr schwer erreicht werden können. Risiken für Mensch und Umwelt müssen eingehend untersucht werden.

Publication year: 
2020