Gen-Synthese

Forscher tüfteln am Baukasten für Menschen

Die Synthese eines künstlichen Chromosoms vor wenigen Jahren war eine Sensation. Forscher wollen dies bald mit menschlichem Erbgut wiederholen und versprechen sich viel davon. Kommt dann bald das Designer-Baby?

Peter LeinerVon Peter Leiner Veröffentlicht:
Chromosom: 3 Mrd. Bauteile hat das humane Genom.

Chromosom: 3 Mrd. Bauteile hat das humane Genom.

© phonlamaiphoto / fotolia.com

BOSTON. Vor zwölf Jahren wurde die Sequenzierung des menschlichen Genoms mit seinen drei Milliarden DNA-Bausteinen und etwa 20.000 bis 25.000 Genen für erfolgreich beendet erklärt. Die Rohfassung war im Jahr 2000 unter großer medialer Aufmerksamkeit von US-Präsident Bill Clinton und den Projektleitern der Öffentlichkeit vorgestellt worden.

Es sind schon 25 Jahre her, dass dieses Projekt in Angriff genommen wurde. Gewiss ein Meilenstein der Gentechnik, der auch die Medizin bereichert hat. Denn die für die Diagnostik genutzten Sequenziermethoden sind im Laufe des Projekts immer besser, schneller und kostengünstiger geworden.

Doch im menschlichen Erbgut ausschließlich lesen war gestern. Jetzt ist das Synthetisieren angesagt. Denn eine Gruppe von 25 Wissenschaftlern um den US-amerikanischen Genetiker Professor George M. Church von der Harvard Medical School in Boston will den nächsten großen Schritt machen und gemeinsam mit Wissenschaftlern in aller Welt zunächst größere Abschnitte unter anderem des Humangenoms synthetisieren, um die Machbarkeit der angewandten Methodik zu bestätigen.

Schließlich soll das gesamte menschliche Erbgut im Labor zusammengebaut werden (Science 2016; online 2. Juni); der Plan soll innerhalb von zehn Jahren Wirklichkeit werden.

Die Vision der Wissenschaftler: Das Genom nicht nur auf der Basis des entschlüsselten Bauplans nachzubauen, sondern auch genetisch so zu verändern, dass damit ausgestattete Zellen etwa resistent gegen Viren oder Krebs werden oder als Basis für die Züchtung von Organen für die Transplantation dienen können.

Erleichtert werden solche Eingriffe inzwischen durch moderne Methoden zur Veränderung der genetischen Ausstattung wie CRISPR-Cas9, eine Gen-Schere, die sehr effizient, einfach und kostengünstig angewendet werden kann.

100 Millionen US-Dollar zur Anschubfinanzierung

Ihr internationales Projekt haben die Forscher "HGP-write" getauft, in Anlehnung an das Projekt zur Sequenzierung des Humangenoms (HGP-read). HGP steht für Human Genome Project. Und nach Angaben der Wissenschaftler um Church stehen schon jetzt 100 Millionen US-Dollar für die Anschubfinanzierung aus öffentlichen und privaten Quellen zur Verfügung.

Sie sind optimistisch, dass ihr Unternehmen, das noch in diesem Jahr mit Pilotprojekten starten soll, deren Ergebnisse bereits für die Medizin nutzbar sein sollen, weniger als die etwa drei Milliarden US-Dollar verschlingen wird, die für das HGP-read-Projekt ausgegeben worden sind.

Dass die Synthese von längeren DNA-Sequenzen und kompletten Genomen kein Hirngespinst ist, konnte bereits vielfach bestätigt werden. So wurden inzwischen außer dem mitochondrialen Erbgut von Mäusen auch kleine virale Genome sowie das Genom des Bakteriums Mycoplasma mycoides - als erstmalige Schaffung eines künstlichen Chromosoms von großer medialer Aufmerksamkeit begleitet - im Labor neu zusammengebaut.

Und: Dass sich sogar ein bakterielles Erbgut mit neuem genetischem Code bauen lässt, das den Bauplan für in der Natur nicht vorkommende Aminosäuren enthält und dadurch die Zellen vor Bakteriophagenangriffen schützt, konnte bereits 2013 belegt werden.

Mit der Ankündigung von Church und seinen Kollegen werden allerdings auch Ängste aufs Tableau gebracht, die Komplettsynthese des menschlichen Genoms könnte schlimmstenfalls zur Schaffung von "Designer-Babys" missbraucht werden.

Während der Jahrestagung des Deutschen Ethikrates am heutigen Mittwoch in Berlin geht es um den "Zugriff auf das menschliche Erbgut. Neue Möglichkeiten und ihre ethische Beurteilung", darunter auch um Chancen und Risiken der Anwendung von CRISPR-Cas9, dem von Gentechnikern inzwischen heißbegehrten Gentechnik-Werkzeug. Solche öffentlichen Diskussionen müssen zwingend auch das HGP-write-Projekt von Anfang an begleiten - bei einem internationalen Projekt selbstverständlich weltweit. Es wird sich zeigen, wie gut solche Ankündigungen der Forscher selbst tatsächlich realisiert werden.

Auf den Ethikrat kommt neue Arbeit zu

Church ist unter anderem Gründer der Gen-Synthese-Firma Gen9, die eines von acht Mitgliedern des International Gene Synthesis Consortium ist. Das hat sich lobenswerterweise auf die Fahnen geschrieben, einen Missbrauch der Gensynthesemethoden, etwa zur Herstellung von Stoffen mit biologischer Gefährdung zu verhindern. Diese Selbstverpflichtung entbindet jedoch die jeweiligen Regierungen nicht der Pflicht, sich den neuen Herausforderungen dieser Entwicklungen zu stellen.

Bereits Ende 2012 hat in Deutschland die Zentrale Kommission für Biologische Sicherheit (ZKBS), die die Bundesregierung und die Länder in sicherheitsrelevanten Fragen zur Gentechnik berät, einen ersten, kurzen Zwischenbericht zum Monitoring der Synthetischen Biologieherausgegeben, in dem es auch um das "Design von Genen und Genomen" geht.

Darin heißt es, dass "die in-vitro-Synthese von Nukleinsäureabschnitten nicht durch das Gentechnikgesetz reguliert wird, solange diese Nukleinsäureabschnitte nicht in das Genom lebender Organismen eingebracht werden".

Das Fortschreiten der Synthese des menschlichen Genoms wird einen neuen Bericht schon bald erforderlich machen. Mit der Ankündigung von Church und seinen Kollegen kommt nun wie auf den Ethikrat wohl auch auf die Kommission neue Arbeit zu.

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