Genome Editing für die Land- und Ernährungswirtschaft

Potenziale und Risiken

Unter den modernen, molekularbiologischen Verfahren scheint das Genome Editing, also das präzise Modifizieren von DNA-Sequenzen, derzeit die Lebenswissenschaften zu revolutionieren. Besonders in der Tier- und Pflanzenzucht sehen WissenschaftlerInnen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, um resistente oder ertragreichere Züchtungen zu erzielen. Im Mittelpunkt dieses Artikels stehen daher Fragen nach dem Potenzial, den Risiken, dem regulatorischen Rahmen sowie der gesellschaftliche Diskurs über diese neuen Techniken.

Was ist Genome Editing?

Die Grundlage des Genome Editing ist der präzise Schnitt an definierter Position der doppelsträngigen DNA mittels einer sog. „molekularen Schere“ und die daraufhin durch zelleigene Reparaturmechanismen eingeführte Mutation einer einzelnen Base oder ganzer Basensequenzen (der • Kasten gibt einen kurzen historischen Hintergrund der Methode).

Das derzeit meist verwendete CRISPR/Cas-System besteht aus einer Endonuklease (Cas9) und einem RNA-Anteil, der sogenannten single guide RNA (sgRNA), welche über Watson-Crick-Basenpaarung hybridisiert und damit die Zielsequenz auf der DNA erkennt, dort bindet und über die Endonukleaseaktivität den Doppelstrangbruch (DSB) durchführt (• Abbildung 1). Notwendig für die Endonukleaseaktivität ist ein kurzes Motiv (2–6 Basenpaare) auf der DNA, welches PAM (protospacer adjacent motif) genannt wird [4]. Der oben erwähnte Doppelstrangbruch der DNA könnte bei der nächsten Teilung der Zelle zum Verlust ganzer Gene oder zur Fragmentierung von Chromosomen führen und wird daher umgehend von verschiedenen zelleigenen Mechanismen repariert.

Den vollständigen Artikel finden Sie kostenfrei hier und in Ernährungs Umschau 11/2018 von Seite M639 bis M647.