Gentechnik für alle?

Biohacking: Wie gefährlich kann Synthetische Biologie aus dem Gen-Baukasten werden?

Es war einmal eine Zeit, in der Dr. Sheldon Cooper der Jüngere mittels rekombinanter DNA-Technologie ein Fabelwesen als treuen Gefährten für den Heimgebrauch erschaffen wollte - einen Greif. Das Experiment kam jedoch nicht zustande, da sich seine Eltern wenig geneigt zeigten, die nötigen Mittel für die benötigten Adlereier und Löwensamen aufzubringen.

Doch die Epoche der Unerschwinglichkeit von Experimental-Utensilien neigt sich für Do-it-yourself-(DIY)-Biologen oder Biohacker ihrem Ende zu. Auch dank von Leuten wie Josiah Zayner, der eigentlich bei der NASA als synthetischer Biologe an Bakterien für das Mars Terraforming arbeitete und sich dann über eine Crowdfunding-Aktion selbständig machte.

Sein Biohacking-Ausrüster-Unternehmen Open Discovery Institute (ODIN) vertreibt DIY-CRISPR-Kits für Heimanwender: Gen-Scheren für zu Hause. Je nach ausgewähltem Baukasten lassen sich Bakterien dazu bringen, auf Medien zu gedeihen, die sie normalerweise nicht tolerieren würden. Mit einem anderen Kasten kann man Hefen zur Fluoreszenz verhelfen. Kostenpunkt eines Kits: rund 150 US-Dollar. Ein ebenfalls angebotenes Genetic Engineering Home Lab Kit kostet um die 1000 US-Dollar. Für die Einrichtung eines gentechnischen Labors werden momentan um 5000 US-Dollar veranschlagt.

Diese leichtere Verfügbarkeit bringt Probleme mit sich. Obwohl sich mit Zayners CRISPR-Kits nur ganz einfache Experimente bewerkstelligen lassen sollen, wittern Kritiker eine Weichenstellung für potentiellen Missbrauch, zum Beispiel für die unkontrollierte Entwicklung neuer Pathogene. Andere wiederum zeigen sich besorgt, dass die biologischen Experimente im Heim aus dem Rahmen der Sicherheitsstandards akademischer oder industrieller Labore fallen. Zayner selber liefert das Anschauungsmaterial. In seinem Kühlschrank stehen die Petrischalen gleich neben den Nahrungsmitteln. Ein eigens für Experimente angeschaffter Kühlschrank - das ist für ihn nicht nur eine Raum- und Geldfrage, das ist die Klassenfrage: Zayner will jeden einbeziehen, nicht nur die Interessierten weißer Hautfarbe, die aus der oberen Mittelklasse stammen und für die monatliche 100-Dollar-Labormieten kein Problem sind.

Biobaukästen in Deutschland

Das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) hatte im Januar 2017 daran erinnert, dass in Deutschland auch für die Biobaukästen das Gentechnikgesetz (GenTG) gilt, und zwar immer dann, wenn sie gentechnisch veränderte Organismen (GVO) enthalten, oder wenn sie damit erzeugt werden. In Deutschland ist das nur in geeigneten, behördlich überwachten Laboren gestattet, unter Aufsicht eines sachkundigen Projektleiters. Der Gesetzgeber verlangt einen Betreiber und einen Sicherheitsbeauftragten pro Gentech-Labor, die jeweils eine spezielle Zulassung und drei Jahre Laborerfahrung vorweisen müssen - auch in S-1-Laboren, den Laboren mit der geringsten Sicherheitsstufe.

Eine Anwendung außerhalb solcher gentechnischer Anlagen zieht gemäß § 38 Absatz 1 Nummer 2 GenTG eine Geldbuße von bis zu fünfzigtausend Euro nach sich. Sollten bei den Arbeiten auch noch GVO freigesetzt werden, droht gemäß § 39 Absatz 2 Nummer 1 GenTG eine Freiheitsstrafe von bis zu drei Jahren oder eine Geldstrafe. Beim BVL sah man sich angesichts einer international florierenden DIY-Biologie und aufgrund von preisgünstigen Online-Angeboten an DIY-Biologie-Kits zu diesem Schritt gezwungen.

Die Durchsage verunsichert die Freizeit-Gentechniker nicht nur hier. Beim BVL weiß man, dass die sich aus den gesetzlichen Anforderungen an die Gentechnik ableitenden Regeln für Einzelwissenschaftler nicht praktikabel sind - eine Fußfessel für jene, die DIY-Biologie populärer machen wollen. Wird die deutsche Linie darüber hinaus anderen europäischen Nationen als Richtschnur für ihre Vorgaben dienen?

Die heterogene Szene der Biohacker

Weltweit wird mit einigen (wenigen) tausend Biohackern gerechnet. Angesichts der übersichtlichen Größe ist die Medienwirkung überproportional. Hier wird offensichtlich ein Nerv getroffen.

Die sich seit Beginn der 1990er Jahre entwickelnde Szene ist vielschichtig und heterogen. Sie lässt sich deshalb auch nicht als eine einheitliche Bewegung mit gemeinsamer Idee charakterisieren. Sie wird von Biologen und Biotechnologen mit akademischem Hintergrund bevölkert, außerdem von Laien und Bastlern. Und von Hobby-Biologen, die aus anderen Wissenschaftsbereichen kommen. Manche Akademiker, denen sich an ihren Instituten keine Perspektiven bieten, fühlen sich hier wohl. Dazu gesellen sich Designer, Unternehmer - und Künstler: die Kunst wird mitunter in der Rolle eines Vermittlers gesehen, der die weit verbreitete Ablehnung der Gentechnik in der Bevölkerung abschütteln kann - oder soll.

Im Schwerefeld der Macher ist eine Atmosphäre aus Beobachtern entstanden, die sich aus Geisteswissenschaftlern, Journalisten, Politikern und Mitarbeitern von Sicherheitsbehörden zusammensetzt. Mit dem neuen Millennium fand eine zunehmend globaler werdende Vernetzung über digitale Netzwerke wie hackteria.org oder DIYbio.org statt, die mit dem Überschreiten einer kritischen Masse auch zur Gründung von reinen Biohackerspaces führte, von denen es weltweit mittlerweile mehr als 60 geben soll.

Start-ups loten die Möglichkeiten einer Kommerzialisierung aus, die nun auch Diskussionen um die Frage nach geeigneten Konzepten zum geistigen Eigentum anfachen. Das Herangehen an diese und andere fundamentale Fragen, wie etwa zu Sicherheitsaspekten, ist aufgrund der vorhandenen Vielfalt nicht einheitlich - es gibt aus unterschiedlichen Philosophien gespeiste Differenzen, etwa zwischen Biohackern aus den USA und Europa. Die traten beispielsweise beim Versuch der Entwicklung eines universellen ethischen Codes für Biohacker zutage: Während in den USA Erwägungen zur Nützlichkeit viel Raum einnehmen, führt die verstärkte Einbeziehung von Künstlern und Geisteswissenschaftlern im DIY-Bio-Europa zu einer stärkeren Beachtung ethischer und sozialer Fragen. In den USA steht das Basteln im Vordergrund: Das Vorsorgeprinzip gilt hier auch bei vielen Biohackern als Klotz am Bein der Forschung.

"Aufbrechen der Elfenbeintürme"

DIY-Biologie versteht sich auch als eine Art Citizen Science. Hier findet "Wissenschaft durch den Bürger" statt - im Gegensatz zum "betreuten Forschen", bei dem institutionelle Wissenschaftler Projekte anschieben und den Bürger an die Hand nehmen, zum Beispiel bei Vogelzählungen. Biohacker berufen sich auf die im Grundgesetz zugesicherte Forschungsfreiheit, die Wissenschaft und Forschung nicht nur elitären Zirkeln zugesteht, sondern allen Bürgern, losgelöst vom Ausbildungsniveau oder der Zugehörigkeit zu Forschungseinrichtungen.

Gerade das ist ein Angriffspunkt von Kritikern, die die Kompetenz von Biohackern in Frage stellen, denn nur eine solide Ausbildung sei der Garant für eine relevante Forschung. Auch wohlwollende Beobachter erkennen im Moment nur wenige gewichtige Biohack-Projekte, wenn man den institutionalisierten Wissenschaftsbetrieb als Maßstab heranzieht. Sie betonen beim Interesse am Biohacking vielmehr den Neuheitswert sowie die Verbreitung eines positiven Forschergeistes.

Von Biohackern ausgehende Gefahren

Mit dem Wachsen der Biohacker-Szene begann auch eine Diskussion um die von gentechnischen Arbeiten unter ihren Fittichen möglicherweise ausgehenden Gefahren. Deren Spektrum reicht von unbeabsichtigten Laborunfällen über kriminelle Nutzungen wie der Drogenherstellung bis hin zum Bioterror.

Die Fähigkeit zur genetischen Manipulation von Organismen ist vorhanden. Generell wird angenommen, dass Biohacker in ihren Möglichkeiten dafür stark eingeschränkt sind - noch. Das könnte sich nach einem Technologiesprung in der nahen Zukunft jedoch ändern.

Biohacker wehren sich gegen Vorwürfe, sie würden potentiell gefährliche biologische Materialien in die falschen Hände geben. Denn alle möglichen gefährlichen genetischen Sequenzen sind zum Beispiel bei GenBank frei verfügbar: von der Spanische Grippe über Ebola bis H5N1.

Die Gefahr von Bioterror, die von gentechnischen Experimenten im Hackerspace ausgeht, wird derzeit als sehr gering eingeschätzt, auch wenn Berichte in den Medien bisweilen Horrorszenarien heraufbeschwören. Mögliche Einzeltäter, die in den Laboren der mit der einschlägigen Forschung betrauten Institutionen arbeiten, werden zurzeit als größere Bedrohung angenommen.

"If DNA is a drug, then all life on Earth is high"

In den USA arbeiten Biohacker in einer rechtlichen Grauzone. Gentechnische Arbeiten werden hier bisher nicht generell reguliert, sondern aufgrund des im Einzelfall angewandten Verfahrens und des angestrebten Produkts. Dort haben Sicherheitsbehörden die Überwachung der Szene übernommen, vor allem das FBI, das auch Kontakt zu Biohackern in Europa aufnahm, dort aber auf Skepsis stieß.

Die US-Freizeit-Biologen wurden unter anderem angehalten, verdächtige Aktivitäten zu melden. Die Reaktionen innerhalb der Szene waren zunächst gespalten. Doch nun scheinen sich viele Biohacker mit den Behörden arrangiert zu haben. Sie versprechen sich davon ein besseres Image in der Bevölkerung, denn weiteres Ungemach droht von religiös motivierten Gegnern und Umweltschutzgruppen. Und von der FDA, der Behörde für Lebens- und Arzneimittel. Deren jüngster Vorschlag zur Regulierung absichtlich veränderten Erbguts in Tieren hat für Verärgerung in der Szene gesorgt.

Nach dem Willen der FDA soll absichtlich veränderte Tier-DNA künftig als "Tierdroge" verstanden werden - und deshalb ganz ähnliche Zulassungsprüfungen durchlaufen wie herkömmliche Arzneimittel auch. Tier-Genomics würden so undurchführbar - außer für große Unternehmen. Das geht auch professionellen Biologen zu weit. Die FDA ist mittlerweile auch bei Josiah Zayner vorstellig geworden - mit der Frage, ob das für die Herstellung seiner "Leucht-Hefen" verwendete grün fluoreszierende Protein ein Lebensmittelfarbstoff ist, der erst noch auf seine Sicherheit beim Verzehr getestet werden müsse.

Strengere Auflagen in Europa

Europäische Biohacker sehen sich vor allem mit einer weit verbreiteten Ablehnung der Gentechnik in der Bevölkerung konfrontiert. Die spiegelt sich auch in den strengen Auflagen wider.

In Deutschland zum Beispiel ist es Privatpersonen derzeit legal so gut wie unmöglich, gentechnische Veränderungen vorzunehmen. Die Biostoffverordnung ordnet einzelnen Risikogruppen von Biostoffen passende Schutzstufen zu, die dann in den Laboratorien umgesetzt werden müssen, um mit diesen Stoffen arbeiten zu dürfen: Je höher das Infektionsrisiko, desto höhere Anforderungen an die einzuhaltende Schutzstufe.

Für die Laborarbeit mit gentechnisch verändertem Material gilt nach GenTG und Gentechnik-Sicherheitsverordnung (GenTSV) eine ähnliche Einteilung in vier Sicherheitsstufen. Die Biostoffverordnung regelt außerdem die Abfallbehandlung, die Filterung der Abluft sowie Bauart der Anlage und die umfangreiche Dokumentationspflicht.

Synthetische Biologie: Sicherheit in der Zukunft

Beobachter wie Rüdiger Trojok rechnen damit, dass sich die Gentechnik bei einem weiteren Fallen der Preise für Laborausrüstung, immer einfacher werdenden Verfahren und fortschreitender Miniaturisierung schon bald der Kontrolle und der alleinigen Nutzung durch staatliche Forschungseinrichtungen, Biotechnologieunternehmen und Großkonzerne entziehen wird.

Trojok ist selber Biohacker und untersucht zurzeit am Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) Innovationsprozesse und ihre Folgen. Er ist Mitverfasser des Berichts "Synthetische Biologie - die nächste Stufe der Bio- und Gentechnologie", der sich mit einer ausführlichen Technikfolgenabschätzung an den Deutschen Bundestag wendet. Der Tenor der Studie: Der aktuelle Beitrag von Biohackern zur Synthetischen Biologie ist aufgrund ihrer beschänkten Möglichkeiten eher gering - bemerkenswert sind ihre zukünftigen Möglichkeiten, die sich aus Fortschritten in der Synthetischen Biologie ergeben könnten. Damit verbundene Befürchtungen des Missbrauchs lassen Biohacker bisweilen als unerwünschte Bürgerwissenschaftler dastehen. Das EU-Projekt SYNENERGENE erweitert die Diskussion um zusätzliche Aspekte, um den Dialog zwischen allen Beteiligten zu fördern.

Rüdiger Trojok hält das 1990 erlassene Deutsche Gentechnikgesetz für nicht mehr zeitgemäß. Angesichts der Tendenz zur dezentralisierten und miniaturisierten Gentechnik ließen sich die dort formulierten Regeln kaum noch sinnvoll umsetzen.

Das im Grundgesetz verbriefte Recht auf Forschung, Meinungsfreiheit und Kunstfreiheit sollte auch Biohackern und anderen interessierten Privatforschern zugestanden werden - über eine Art Stufenführerschein. Für jeden sollte der Zugang zum Wissen und zur Technologie offenstehen. Über Laborbaukästen hinausgehende Genbastel-Experimente sollten jedoch Leuten mit Biologie-Studium vorbehalten bleiben.

Denkbar sei eine Differenzierung in der Sicherheitsstufe S-1. Aus dieser Stufe könnten bereits Experimente ausgegliedert werden, die als etabliert und sicher gelten, weil kein von ihnen ausgehendes Risiko für Mensch und Umwelt bekannt ist. Sie sollten der Gesellschaft freigegeben werden, ohne die strengen Auflagen des Gentechnikgesetzes erfüllen zu müssen. Zur Anmeldung dieser Experimente böte sich ein Online-Register an, in dem legale Experimente gesammelt werden könnten.

Schon jetzt gibt es gesetzliche Spielräume, die ausgebaut werden könnten, nämlich bei Versuchen, die seit langem als sicher gelten und die in der Bildung zum Einsatz kommen, zum Beispiel die bei Erfüllung bestimmter Kriterien vom GenTG ausgenommene Selbstklonierung. Experimente mit Selbstklonierung lassen sich mit dem Blue-Genes-Experimentierkoffer von Roche ausführen, der als Lehrmaterial an deutschen Schulen kursiert, zum Kofferpreis von 830 Euro. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, eine ständig erweiterbare Positivliste mit biologischen Stoffen zu schaffen, die zum Beispiel als sicher bekannte Gene und Vektoren enthält, deren Verwendung in gentechnischen Arbeiten auch außerhalb registrierter Gentech-Labore legal würde.

Die erwartete dezentralisierte und globalisierte Nutzung der neuen Technologien wirft weitere Fragen hinsichtlich ihrer Sicherheit auf. Experten regen an, die geplante Verwendung sicherheitsrelevanter Gen-Sequenzen vor ihrem Einbau in artfremde Lebewesen online zu überprüfen - durch übergeordnete wissenschaftliche Instanzen, die noch zu schaffen sind. Zwar werden hier gerade für kommerzielle Anwendungen Probleme erwartet, weil Geschäftsgeheimnisse betroffen sind, die Wettbewerbsvorteile sichern sollen. Doch dieser Ansatz wird für gangbar gehalten, wenn es um die Belange der DIY-Biologen geht.

Ferner müsse überdacht werden, ob eine Freisetzung genetisch veränderter Organismen unter bestimmten Bedingungen erlaubt werden sollte, etwa von bereits als sicher geltenden Sequenzen oder veränderten Organismen - umfassende Kenntnisse über deren Verhalten in den Ökosystemen vorausgesetzt. Ein weiteres Hauptaugenmerk liegt auf der Sicherheit der zukünftigen Nutzung von Gendatenbanken. Wie diese Formen einer digitalen globalen Selbstverwaltung umgesetzt werden können, ist aufgrund der Vielzahl verschiedener Interessen und den weltweit unterschiedlichsten Gesetzgebungen unklar.

Und ein weiteres Problem steht an: Mit der weiteren Entwicklung der synthetischen Biologie wird die Frage aufgeworfen, ob die zurzeit praktizierten Methoden der Risikobewertung überhaupt noch zeitgemäß sind. Kritiker bezweifeln die Ernsthaftigkeit aktueller Methoden, da sie nur Einzelaspekte aus einem Makrokosmos von Facetten herauspicke, anstatt sich einem deutlich umfassenderen Herangehen zu widmen. Um die Biosicherheitsforschung gemäß des Vorsorgeprinzips weiterzuentwickeln, erscheint es Beobachtern nötig, ungelöst im Raum stehende Streitfragen zur Risikobewertung von gentechnisch veränderten Organismen erneut anzugehen

Über mögliche Folgen und Konsequenzen einer demokratisierten und dezentralen Nutzung der Genombearbeitung in naher Zukunft diskutieren Nachwuchswissenschaftler der Naturwissenschaften, Sozialwissenschaften, Geistes- und Rechtswissenschaften sowie Biohacker und Künstler auf Einladung von KIT und ITAS gerade auf einer Klausurwoche in München vom 12. bis 17. März.