DNA Doppelhelix Modell
Gentechnik – Veränderungen an der Erbinformation von Pflanzen, Tieren und Stammzellen

Gentechnik und Patente

Gentechnik ermöglicht es, artfremde Gene in einen Organismus einzuschleusen. Damit wird die Erbinformation (DNA) des Organismus verändert. Mehr dazu bei den Methoden der Gentechnik.

Die Patentierung von gentechnisch veränderten Pflanzen und Tieren ist ethisch nicht akzeptabel. Auch wenn Verfahren zur gentechnischen Manipulation erfunden werden, darf daraus kein „schöpferischer“ Anspruch über das Lebewesen abgeleitet werden.

Bedenklich ist auch, dass die Patente dazu führen, dass aus Profitinteresse immer Gentechnik-Organismen hergestellt, freigesetzt und vermarktet werden. Damit steigen die Profite der Konzerne und der Patentanwälte, die Risiken tragen Verbraucher, Landwirte und die Umwelt.

Grundsätzlich gilt: Während der Laufzeit der Patente sollen die patentierten „Produkte“ möglichst gewinnbringend verwertet werden. Ethisch besonders problematisch sind daher Patente auf gentechnisch veränderte Versuchstiere: Patente auf gentechnisch veränderte Tiere machen aus dem Tierleid ein Geschäft. Es entsteht ein wirtschaftlicher Anreiz, immer mehr Tierversuche durchzuführen. Tatsächlich steigt die Zahl der Tierversuche im Bereich Gentechnik seit vielen Jahren immer weiter an.

Vor diesem Hintergrund sind Patente auf gentechnisch veränderte Pflanzen und Tiere generell abzulehnen. Sie führen dazu, dass wirtschaftliche Interessen gegenüber dem Schutzbedürfnis der belebten Natur die Oberhand erhalten. Siehe dazu Patente auf Lebewesen von Testbiotech.

Gentechnik in der Landwirtschaft

Unter Agro-Gentechnik wird der Anbau und die Verwendung gentechnisch veränderter Nutzpflanzen in der Landwirtschaft verstanden. Es werden vor allem Pflanzen wie Soja, Mais und Baumwolle angebaut, die gegen Unkrautvernichtungsmittel resistent gemacht wurden oder Insektengifte produzieren. Hauptanbauländer für Gentechnik-Nahrungspflanzen sind Argentinien, Brasilien, Kanada und USA. 2015 wurde auch erstmals ein gentechnisch verändertes Tier für die Nahrungsmitteproduktion zugelassen, ein „Turbo-Lachs“, der mit zusätzlichen Wachstumshormon-Genen manipuliert wurde. Siehe dazu Agrogentechnik  bei Testbiotech

Die Folgen von Freisetzung und Anbau von Gentechnik-Pflanzen

In mehreren Regionen der Welt ist uns die Kontrolle über die Ausbreitung gentechnisch veränderter Organismen bereits entglitten. Gentechnik-Konstrukte finden sich unter anderem in wilden Verwandten von Baumwolle, Raps und Gräsern. Auch in regionalen Landsorten wie z.B. im Mais in Mexiko, auf den Philippinen und in Südafrika findet sich immer wieder Gentechnik. Mit den Folgen dieser unkontrollierten Ausbreitung müssen die nachfolgenden Generationen leben. Treten Langzeitfolgen auf, kann man oft keine wirkungsvollen Gegenmaßnahmen ergreifen.

In Ländern wie den USA gibt es zudem immer mehr resistente Unkräuter und auch die Schädlinge passen sich an die Gentechnik-Pflanzen an. Die Folge: Es findet ein regelrechtes Wettrüsten auf dem Acker statt. Die Belastung der Umwelt und der Nahrungsmittel mit Rückständen von Rückständen wie Glyphosat nimmt immer weiter zu.

Patentierung und Preise für Saatgut

Das Saatgut der Gentechnik-Pflanzen stammt fast ausschließlich von Konzernen, die auch Pestizide herstellen: Monsanto, Dupont mit Pioneer, Syngenta, Bayer und Dow AgroSciences heißen die Großen des internationalen Saatgutgeschäfts. Diese Konzerne kaufen kleinere Saatgutfirmen auf, patentieren Gene, und beherrschen den Handel mit Saatgut und die Zukunft der Züchtung. In der Folge sind die Preise für Saatgut in den USA seit der Einführung der Gentechnik dramatisch angestiegen.



Von Anbeginn waren Patente der wesentliche Antriebsfaktor für die großen Konzerne aus dem Bereich der Agrochemie in das Geschäft mit gentechnisch verändertem Saatgut einzusteigen. Mögliche Märkte und Absatzwege für Gentechnik-Produkte wurden schon sehr früh systematisch analysiert, um neue Gewinnstrategien für die Konzerne zu entwickeln. 1992 veröffentlichte die OECD eine Umfrage bei den Firmen, die damals im Bereich Agrogentechnik tätig waren. Das Ergebnis: Die Konzerne sahen in der Gentechnik von Anfang an eine gewaltige Chance, die Kontrolle über die Saatgutmärkte zu gewinnen und diese Kontrolle auf die gesamte Kette der Lebensmittelherstellung auszuweiten.

Agrogentechnik in der EU

In der EU werden kaum gentechnisch veränderte Pflanzen angebaut. In Spanien wird auf etwa 100.000 Hektar Mais von Monsanto und Pioneer angebaut, der ein Insektengift produziert (MON810). Dagegen sind schon über 50 verschiedene Gentechnik-Pflanzen für den Import in die EU und für die Verwendung in Lebens- und Futtermitteln zugelassen. Die Folgen des Verzehrs dieser Pflanzen und die Kombinationswirkungen ihrer Rückstände wurden nie wirklich untersucht. In die EU importieren wir vor allem Gentechnik-Soja, das vor allem über das Tierfutter  in die Nahrungskette kommt. Produkte wie Fleisch, Milch und Eier, die von diesen Tieren stammen, müssen nicht gekennzeichnet werden. Siehe dazu Gentechnik-Datenbank von Testbiotech

Gegenüber Ländern wie den USA können wir in der EU allerdings wesentlich mehr Wahlfreiheit für VerbraucherInnen bauen und können Maßnahmen für den Schutz der gentechnikfreien Landwirtschaft ergreifen. Lebensmittel, Saatgut und Futtermittel müssen entsprechend gekennzeichnet sein. Werden Gentechnik-Pflanzen angebaut, müssen sie in einem Register verzeichnet werden. Die EU-Staaten können auch Einspruch gegen den Anbau von Gentechnik-Pflanzen einlegen. Das könnte sich ändern, wenn Freihandelsabkommen wie CETA unterzeichnet werden. Im bereits ausgehandelten CETA Abkommen zwischen der EU und Kanada findet sich für die Grundpfeiler der EU Gesetzgebung, die Wahlfreiheit und das Vorsorgeprinzip, kein ausreichender Platz.

Aber auch in der EU arbeitet die Gentechnik-Industrie daran, die bestehenden Schutzstandards zu unterlaufen: Neue Gentechnik-Verfahren (Gen-Editing, Synthetische Gentechnik) sollen nicht mehr als Gentechnik gelten. Klonfleisch kann schon jetzt ohne Kennzeichnung auf den Markt kommen. Gleichzeitig melden große Konzerne wie Bayer, Monsanto, DuPont und Dow AgroSciences immer mehr Patente auf Saatgut an, das mit diesen Gentechnik-Verfahren entwickelt wurde. Auf diese Weise könnte sich der Patentschutz auch in der Landwirtschaft der EU durchsetzen – ohne jede Gentechnik-Kennzeichnung.

Gentechnik-Tiere und Patente

In den 1980er und 1990er Jahren arbeitete man u.a. an Schweinen, die gripperesistent sein sollten, andere sollten ihr Futter besser verdauen oder wurden mit Wachstumshormongenen traktiert. Schafe sollten Wolle produzieren, ohne geschoren werden zu müssen, Kühe gar menschliche Muttermilch produzieren. Einen erheblichen Schub erhielten die Bemühungen durch das Klonschaf „Dolly“: Vor Dolly war jedes Gentechnik-Tier eine Art Einzelstück, jetzt konnte man Kopien der manipulierten Tiere herstellen.

2015 wurde gentechnisch veränderter Lachs der Firma Aquabounty / Intrexon in den USA zur Vermarktung zugelassen. Der Gentechnik-Lachs produziert zusätzliche Wachstumshormone und wächst deswegen wesentlich schneller als normaler Lachs. Derzeit arbeiten verschiedene Firmen an Tieren, die mehr Muskeln haben oder Milch mit veränderten Inhaltsstoffen produzieren oder an Haltungsbedingungen angepasst werden. Dabei kommen neue Gentechnik-Verfahren (Gen-Editing, Synthetische Gentechnik) zum Einsatz.

Auch Insekten werden gentechnisch verändert: Die britische Firma Oxitec entwickelt Gentechnik-Insekten für verschiedene Anwendungen. In Spanien und Italien hatte Oxitec einen Antrag auf experimentelle Freisetzung von gentechnisch veränderten Olivenfliegen gestellt. Hier sind die männlichen Tiere so manipuliert, dass ihre weiblichen Nachkommen sterben, die männlichen Nachkommen sind hingegen in ihrer Überlebensfähigkeit nicht eingeschränkt. Dadurch soll die Schädlingspopulation reduziert werden. Olivenfliegen gelten als invasiv, sie breiten sich rasch in geeigneten Lebensräumen aus – ein Experiment ohne jede Kontrollmöglichkeit. Siehe auch Patente auf Lebewesen unter Testbiotech.

Der Einsatz der Gentechnik an Labortieren

Seit Jahren zeigen die offiziellen Zahlen einen Trend zu immer mehr Versuchen mit gentechnisch veränderten Tieren. Die Zahl der Gentechnik-Tiere, die pro Jahr für Experimente eingesetzt werden, lag 2015 in Deutschland erstmals über einer Million. Dabei handelt es sich vor allem um Mäuse und Ratten.

Die gentechnische Veränderung von Säugetieren ist ethisch nicht neutral, sondern führt in jedem Fall zu Leiden und Schmerzen. Für die Erzeugung einzelner gentechnisch veränderter Säugetiere müssen hohe Tierverluste in Kauf genommen werden, da viele Tiere aufgrund von Gen-Defekten nicht lebend geboren werden oder aber getötet werden müssen, weil sie krank oder nicht wie erwartet gentechnisch verändert sind. Zudem werden weitere Tiere als Leihmütter, Eizellen- oder Embryonen-Spender genutzt, was ebenfalls mit Leiden und Schmerzen verbunden ist.

Ein unmittelbarer medizinischer bzw. therapeutischer Nutzen ist mit diesen Tierversuchen nicht verbunden: So haben „Tierversuchsmodelle“, das heißt gentechnisch veränderte Tiere, mit denen bestimmte Krankheiten des Menschen simuliert werden, die in sie gesetzten Erwartungen nicht erfüllt. In vielen Fällen scheinen kommerzielle Interessen gegenüber den medizinischen Notwendigkeiten deutlich zu überwiegen. Die Auswüchse der Entwicklung zeigen sich insbesondere bei den Patentanträgen.

Patentanträge auf gentechnisch veränderte Tiere sind ein deutliches Zeichen, dass Konzerne und Investoren bereit sind, aus Tierleid ein Geschäft zu machen. Von den Patenten geht ein wirtschaftlicher Anreiz aus, der insgesamt zu einem deutlichen Anstieg von Tierversuchen führt. Die Laufzeit eines Patents beträgt 20 Jahre. In diesem Zeitraum soll das patentierte „Produkt“ gewinnbringend verwertet werden. Auf diese Weise entsteht ein spezifischer Vermarktungsdruck.

Trotz aller ethischer Vorbehalte und einschlägiger Verbote in den Patentgesetzen hat das Europäische Patentamt bereits eine große Anzahl von Patenten auf Gentechnik-Tiere und deren Verwendungen erteilt. Die Zahl dieser erteilten Patente liegt derzeit bei über 1500, die Zahl der registrierten Anmeldungen sogar bei 5000. Zuletzt hatte das Europäische Patentamt sogar Einsprüche gegen die Patentierung gentechnisch veränderter Schimpansen zurückgewiesen. Die Patente erstrecken sich auf die jeweiligen Methoden, die Tiere selbst und deren Verwendung. Zu den betroffenen Tierarten zählen Primaten, Schweine, Pferde, Schafe, Ziegen, Hühner, Kaninchen, Fische, Hunde, Mäuse, Katzen und Ratten.

 

Der Unterschied zwischen Gentechnik und Züchtung

Die konventionelle Züchtung arbeitet mit ganzen Zellen und dem kompletten Erbgut von Pflanzen und Tieren. Die Gentechnik arbeitet dagegen mit isolierter DNA – nach dem Baustein-Prinzip. Die Aktivität der neu eingefügten DNA wird bei gentechnischen Verfahren erzwungen. Die normale Genregulation wird umgangen, damit in den Ziel-Organismen die neue biologische Information umgesetzt werden kann. Die Gentechnik steht damit im Gegensatz zu den Methoden der Züchtung: Sie versucht, den Pflanzen neue Stoffwechselwege aufzuzwingen, während die Züchtung das natürliche Potential der Pflanzen abruft. Auch die Mutationszüchtung basiert auf den Mechanismen der Evolution: Pflanzen sind ständig Reizen (wie dem UV-Licht) ausgesetzt, die Mutationen hervorrufen können. In ihrem Erbgut gibt es permanent Veränderungen. Es bleibt aber der natürlichen Genregulierung der Pflanzen überlassen, welche der Mutationen sich schließlich durchsetzen.

Die durch die Gentechnik erzwungene Veränderung der Gen-Funktion hat oft Auswirkungen auf die Aktivität anderer Gene in den Pflanzen. Diese unbeabsichtigten Effekte können sich auf das Genom, die Zelle und/oder den ganzen Organismus und den mit ihnen assoziierten Mikroorganismen auswirken. Mittels Gentechnik werden den Pflanzen auch neue Proteine und Stoffwechselfunktionen aufgezwungen (beispielsweise die Produktion von Insektengiften durch Einfügen von Bakterien-DNA), die durch Mutationszüchtung nicht erreicht werden können und an die die Pflanzen nicht durch evolutionäre Prozesse angepasst sind.

Die Unterschiede zeigen sich auch in den konkreten Anwendungen der Gentechnik: Wünschenswerte Pflanzeneigenschaften – wie höhere Ernten oder Toleranz gegen widrige Umwelteinflüsse (z.B. Klimawandel) – sind mit Hilfe der Gentechnik schwer oder gar nicht zu erreichen. Hier sind moderne Züchtungsverfahren oft erfolgreicher. Das hat gute Gründe: In vielen Fällen beruhen die gewünschten Eigenschaften nicht auf einzelnen DNA-Abschnitten, sondern auf komplexen genetischen Wechselwirkungen. Diese können auf dem Weg der konventionellen Züchtung wesentlich besser bearbeitet werden als durch Übertragung von „Genbausteinen“.

Grüne, rote und graue Gentechnik

Grüne Gentechnik werden gentechnische Eingriffe an Pflanzen genannt.

Unter Roter Gentechnik wird diese Technik im Bereich Medizin verstanden. Auch Eingriffe an Tieren zählen dazu.

Graue oder Weiße Gentechnik bedeutet die Anwendung an Mikroorganismen, an Bakterien und niederen Pilzen. Enzyme, die in Lebensmitteln und in der Industrie für die verschiedensten Prozesse eingesetzt werden, werden meist auf diesem Weg hergestellt.

Methoden der Gentechnik

Gentechnik ermöglicht es, artfremde Gene in einen Organismus einzuschleusen. Damit wird die Erbinformation (DNA) des Organismus verändert. Da aber ein Gen nicht nur für eine bestimmte Eigenschaft eines Organismus verantwortlich ist, sondern an vielen Prozessen beteiligt ist, sind die Auswirkungen vielschichtig. Die fremden Gene werden mit Regulationselementen (Promotoren) verbunden, damit sie in der neuen Zelle überhaupt abgelesen und umgesetzt werden. Der Ort, wo die neuen Gene eingefügt werden, ist zufällig. Die mit den Genen eingebauten Regulationsmechanismen verursachen tiefgreifende Veränderungen. Die Reichweite ist kaum absehbar.

Ein Gen, das in eine Zelle übertragen werden soll, wird künstlich, außerhalb der Zelle, in ein Genkonstrukt eingebaut. Das Konstrukt besteht aus einem Promotor, dem gewünschten Gen und einem Terminator. Der Promotor veranlasst die Zelle, dieses Gen möglichst häufig abzulesen. Der Terminator lässt diesen Prozess abbrechen, so dass möglichst nur das gewünschte Gen und nicht noch mehrere weitere in Protein umgesetzt werden.

Das Genkonstrukt wird nun in die Zelle transferiert. Eine gängige Methode ist die Verwendung eines ballistischen Systems: Minikleine Goldklümpchen werden mit Genkonstrukten beladen und damit die Zelle beschossen. Dabei bleibt gelegentlich ein Genkonstrukt in der Zelle hängen und kann in das Erbmaterial der Zelle eingebaut werden. Bei einer anderen Methode werden Bakterien (z.B. Agrobakterium tumefaciens), die Pflanzenzellen infizieren können, verwendet. Sie werden so manipuliert, dass sie das Genkonstrukt enthalten. Nach Infektion der Pflanzenzelle kann das Genkonstrukt in seltenen Fällen in das Genom eingebaut werden.

In all diesen Fällen ist der Einbau, falls er überhaupt stattfindet, zufällig. Es werden auch gegebenenfalls mehrere Konstrukte eingebaut. Die Folgen sind nicht kalkulierbar.

Neue Methoden der Gentechnik – Genome Editing – Synthetische Biologie

In den letzten Jahren wurden neue Gentechnik-Verfahren entwickelt, die im Wesentlichen auf folgenden technischen Anwendungen beruhen:

  • der künstlichen Synthese von DNA – mit und ohne natürliche Vorlage;
  • der Möglichkeit zur gezielteren Einfügung der DNA an fast jeder Stelle des Erbgutes, insbesondere mithilfe von Nukleasen oder DNA-Scheren (Gen-Editing);
  • Eingriffen in die Genregulierung (Epigenetik).

Mit den neuen Verfahren sind radikale Veränderungen im Erbgut möglich, wie Veränderungen der DNA an mehreren Stellen des Erbgutes oder die Einfügung von Erbmaterial, für das es keine natürliche Entsprechung gibt. Siehe dazu Synthetische Biologie vonTestbiotech.

Mit Hilfe von sogenanntem Gene-Drive kann zudem der Prozess der gentechnischen Manipulation vererbbar gemacht werden. Die nachfolgenden Generationen sind dann im Hinblick auf die gentechnische Veränderung jeweils reinerbig. Werden diese Pflanzen und Tiere freigesetzt, können sie sich viel schneller in natürlichen Populationen ausbreiten als die normale Vererbung dies zulässt. So können ganze Arten ausgerottet oder in ihren Eigenschaften verändert und die Ökosysteme irreparabel geschädigt werden.

Die Stellungnahme des Gen-ethischen Netzwerks zu diesen Techniken.

Neue Methoden in der Gentechnik. Gezielte Veränderung von Basen
Neue Methoden in der Gentechnik. Gezielte Veränderung von Ba

 

Risiken der Gentechnik

Das grundlegende Risiko der Gentechnik ist die Komplexität des Systems. Jedes Gen ist an verschiedenen Eigenschaften eines Organismus (einer Pflanze, eines Tieres, einer Zelle) beteiligt. Gene oder Gensequenzen werden in der Zelle an -und ausgeschaltet. Große Teile des Genoms werden vom Organismus gar nicht verwendet. Daher kann niemand voraussagen, welche Wirkungen die Veränderungen eines Gens hat. Prüfungen aller Nebeneffekte sind aber sehr aufwändig und damit auch teuer.

Werden gentechnisch veränderte Pflanzen im Freiland angebaut, fliegen ihre Pollen und Samen – und damit ihre Erbinformation – ins Umland. Damit ist das Ausmaß der Ausbreitung nicht mehr kontrollierbar. Die veränderte Erbinformation kann sich auf andere Pflanzen der gleichen oder verwandter Art übertragen und dort unerwartete Effekte auslösen. Damit entfällt auch die Wahlfreiheit der Verbraucher.

Produkte von genveränderten Organismen landen aber letztendlich in unserer Nahrungskette, direkt als Nahrungsmittel wie auch indirekt als Futtermittel.

Gentechnik – Pro und Contra

Die Gentechnologie wird von manchen als Forschung der Zukunft bezeichnet. Ist sie das?

Pro Gentechnik:

  • Gentechnik ermöglicht die Einführung artfremder Eigenschaften

Contra Gentechnik:

  • Die Wirkungen einer Veränderung sind nicht voraussehbar
  • Die Regulation in der Zelle wird gestört
  • Tests aller Nebeneffekte sind teuer und werden daher möglichst vermieden
  • Anbau im Freiland macht die Ausbreitung unkontrollierbar

Beispiel für gentechnisch veränderte Pflanzen

Amflora – Gentechnisch veränderte Kartoffel

Amflora ist eine gentechnisch veränderte Kartoffelsorte, die von der Firma BASF entwickelt wurde. Sie produziert nur eine Stärkesorte (Amylopektin) und ist daher für die Industrie, die diese Art von Stärke nutzt, interessant. Normalerweise produzieren Kartoffeln zwei verschiedene Arten von Stärke (Amylopektin und Amylose). In der Verarbeitung von Amflora entfällt die Trennung der beiden Stärkesorten. Die Kartoffel war nicht als Lebensmittel vorgesehen, Reste der Produktion sollten aber als Futtermittel verwendet werden dürfen und damit in die Nahrungskette gelangen.

Die neue Eigenschaft wurde erreicht, indem in die Erbinformation der Kartoffel eine Gensequenz eingeführt wurde, die genau spiegelbildlich zu der Gensequenz passt, die die Amylose herstellt. Durch diese Gensequenz werden die Amylose-produzierende Gene quasi blockiert, da sich die spiegelbildliche Information beim Abschreiben (Kopieren) der Erbinformation anlagert. Die Erbinformation selber wurde nicht verändert. Es gab parallel eine konventionell gezüchtete Kartoffel, die die gleichen Eigenschaften hatte.

Gleichzeitig hatte die Amflora-Kartoffel ein Marker-Gen eingeführt, das die Pflanze resistent gegen bestimmte Antibiotika macht. Damit war es möglich, Pflanzen mit der gesuchten Eigenschaft zu unterscheiden von Pflanzen ohne diese Eigenschaft. Nun besteht grundsätzlich die Gefahr, dass die Eigenschaft der Antibiotika-Resistenz auf andere Pflanzen oder Organismen übergeht. Diese Gefahr wurde im Zulassungsprozess als gering eingestuft und die Kartoffel in Europa zum Anbau zugelassen.

Nach einer Klage der ungarischen Regierung wurde diese Zulassung 2013 wegen Formfehlern widerrufen. BASF hatte die Pflanze innerhalb Europas aber wegen mangelnder Akzeptanz bereits im Jahre 2012 vom Markt genommen.

Herbizid-resistente Soja der Firma Monsanto

Die gentechnisch veränderte Soja ist durch ein artfremdes Gen unempfindlich gegen das Unkrautvertilgungsmittel Glyphosat. Dieses Mittel wird ebenfalls von Monsanto vertrieben.

Die genveränderte Soja wird in den USA, in Brasilien und Argentinien großflächig angebaut. Europa importiert Soja als Futtermittel. Für die Landwirte war es einfach, das Unkraut neben der Soja mit Glyphosat zu vernichten. Viele Pflanzen und Unkräuter wurden inzwischen aber auch unempfindlich gegen das Herbizid, es musste also mehr und mehr gespritzt werden, um das Unkraut in den Griff zu bekommen. Inzwischen bieten die Konzerne verschiedenste Herbizidmischungen an, um der Plage noch Herr zu werden. Wie steht es mit den Rückständen in der geernteten Soja? Und wie steht es um die Gesundheit der Menschen, die in der Nähe der Felder wohnen? Die Herbizide werden dort nämlich großflächig per Flugzeug versprüht.