Genom-Editierung mit Hindernissen

Anopheles albimanus. Bild: CDC.gov

Die Evolution kann dem Einsatz von Gene Drives im Großmaßstab einen Strich durch die Rechnung machen - noch

Wie Nature berichtet, vollenden Forscher im mittelitalienischen Terni gerade den Bau der weltweit wahrscheinlich ausgeklügelsten Mückenkäfige. Die im Rahmen des Target Malaria-Projekts entstehenden jeweils 150 Kubikmeter großen Gehege sollen die Lebensräume simulieren, in denen die Anopheles-Mücken Afrikas gedeihen. Durch das Studium der Insekten unter naturnahen Bedingungen wollen die Wissenschaftler besser verstehen, wie die Malaria-Überträger ausgemerzt werden können. Gene Drives sollen das Mittel der Wahl sein. Diese Technologie sorgt für eine beschleunigte Ausbreitung von Genen in Populationen von Organismen.

Der als kostengünstig, vielseitig und äußerst effizient geltende Gen-Editor CRISPR/Cas9 hat in nur wenigen Jahren die Fähigkeit von Wissenschaftlern revolutioniert, maßgeschneiderte Änderungen am Erbmaterial von Organismen vorzunehmen. Die Technologie kann verwendet werden, um eine Mutation von einem Chromosom in ein anderes zu kopieren.

Die alten Regeln der genetischen Vererbung und natürlichen Auslese werden mit der neuen Technologie ausgehebelt. Die meisten Gene haben eine 50%-ige Chance, über geschlechtliche Fortpflanzung an die Nachkommen weitergegeben zu werden. Gen Drives können hier manipulierend eingreifen, in dem ein Gen bevorzugt an die Nachkommen weitergegeben wird, bis - zumindest theoretisch - die gesamte Population Träger dieses Gens ist.

So wurden bereits Hoffnungen geweckt, dass diese Technologie eines Tages imstande sein könnte, Populationen von Krankheiten übertragenden Insekten oder anderen Schädlingen im Laufe von nur wenigen Generationen zu verändern oder zu unterdrücken. Die Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung sieht so viel Potential in diesem Ansatz, dass die Ausgaben für ihre Target Malaria-Initiative auf 75 Millionen US-Dollar angehoben werden sollen - das größte bisher für Gene-Drive-Experimente zur Verfügung gestellte Budget. 2015 hatten Forscher im Rahmen von Labor-Experimenten erstmals Gene Drives in Mücken eingebaut. Bill Gates selber glaubt, dass die Technologie 2018 für eine breite Anwendung reif ist.

2015 hatten Forscher über ein CRISPR-Gene Drive berichtet, das eine Unfruchtbarkeitsmutation bei weiblichen Mücken hervorrief, die an alle ihrer Nachkommen weitergegeben wurde.

Die Unterdrückung einer Art auf diesem Wege ist ein komplexes Unterfangen. Sie kann einen Anstieg in einer Population von Konkurrenten bewirken, die ebenso in der Lage sind, eine Krankheit wie Malaria zu übertragen. Die Zerstörung einer Population könnte über die Beeinflussung der natürlichen Wechselwirkungen zwischen den verschiedensten Lebewesen auch in anderen Teilen des Ökosystems unvorhergesehene Effekte auslösen (Bioerror kein Bioterror).