Einführung

Neue DNA wird mittels eines "Vektors" - bei dieser Abbildung ist es ein Virus, bei Pflanzen erfüllen häufig Agrobakterien den Zweck - in die Zelle eingeführt (Grafik: National Institute of Health / wikimedia, Public Domain)

Bei gentechnischen Verfahren wird DNA aus einem Organismus in einen anderen übertragen: zum Beispiel aus einer Pflanze oder auch aus Bakterien oder Tieren in die Zellen von Mais, Soja, Raps, Gemüse oder auch landwirtschaftlichen Nutztieren.

Dies geschieht üblicherweise auf zwei Arten: Entweder die isolierten Genkonstrukte werden mit Hilfe von Bakterien auf eine Pflanze übertragen (Gen-Transfer mittels Agrobacterium tumefaciens) oder mit der sogenannten Gen-Kanone (Schrotschussverfahren) in die Pflanzenzellen geschossen. Beide Verfahren sind ungenau.

Mittlerweile gibt es auch neuere Verfahren, die mehr Präzision versprechen (oft "Genome Editing" genannt). Doch auch bei ihnen kann es zu unvorhersehbaren Effekten kommen (mehr zu den neuen Verfahren hier).

Die Gen-Kanone

(Grafik: Rachel Brooks (own work) , bit.ly/25hedfZ , creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

1. Die "Gen-Kanone" wird über dem Pflanzenmaterial positioniert. Auf einem Träger liegen Metallpartikel (oft Gold), an denen die gewünschte DNA haftet.

2. Die "Gen-Kanone" wird eingeschaltet, Gas (Helium) strömt mit hoher Geschwindigkeit (mehr als 1000 Meter pro Sekunde) aus.

3. Das Gas presst die Metallpartikel mit der DNA durch das Sieb, diese werden in die Zellen geschossen. Der Träger bleibt am Sieb zurück.

4. Die DNA tritt durch die Zellwand in den Zellkern und wird dort nach dem Zufallsprinzip ins Genom eingebaut.

Das Verfahren wird hauptsächlich bei Pflanzenzellen verwendet, um neben der Zellmembran auch die Pflanzenzellwand zu durchdringen. Die meisten Zellen sterben bei dem Verfahren ab. Nur einige wenige Zellen überleben. (biotechnologie.de)

Ungenauer Gentransfer

Mit diesen Genkanonen kann Genmaterial in Zellen eingeschleust werden. Die Positionierung bleibt dem Zufall überlassen. (Bild: Agencia de Noticias/Unimedios)

Doch was ist eigentlich unter einem GVO, einem gentechnisch veränderten Organismus, zu verstehen? Die EU-Freisetzungsrichtlinie hat dies so definiert: „ein Organismus mit Ausnahme des Menschen, dessen genetisches Material so verändert worden ist, wie es auf natürliche Weise durch Kreuzen und/oder natürliche Rekombination nicht möglich ist“.

Durch den sogenannten Gentransfer werden aus beliebigen Spenderorganismen stammende Gene (plus Regulationselemente) in Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen übertragen, um diesen so bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Daher spricht man auch von „transgenen“ Pflanzen oder Tieren. Bei diesem Gentransfer werden in der Regel die Artgrenzen überschritten.

Die Übertragung fremder Gene ist nicht gezielt: Weder die Einbauorte noch die dort entstehenden Veränderungen lassen sich steuern. Je nachdem, an welcher Stelle die Gensequenzen beim Transfer landen, kann die Wirkung unterschiedlich sein. Deshalb braucht es oft viele Versuche, um das gewünschte Resultat zu erzielen. Bei Pflanzen werden viele Individuen erzeugt und im Labor untersucht - nur mit denjenigen wenigen, die die gewünschte DNA an der richtigen Stelle aufweisen, wird weitergearbeitet.

Und selbst dann ist nicht sicher, wie sich die fremden Gene genau auswirken. Denn auch Umweltbedingungen beeinflussen die Genaktivität. Diese wird über ein komplexes Regelungssystem gesteuert, das bei gentechnischen Verfahren außer Kraft gesetzt wird.

Transgene Pflanzen und ihre Nebenwirkungen

Grafik: Informationsdienst Gentechnik / Zahlen: ISAAA

Die in der Landwirtschaft kommerziell genutzten transgenen Pflanzen weisen zwei Haupteigenschaften auf: Sie sind entweder resistent gegen ein Herbizid oder gegen bestimmte Schadinsekten. Durch die Herbizidresistenz überleben die gentechnisch veränderten Pflanzen die Behandlung mit einem Herbizid. In der Regel wird es von denselben Firmen hergestellt, die auch das Saatgut für die transgenen Pflanzen produzieren. Am bekanntesten ist das Mittel "Roundup" des Konzerns Monsanto, das den Wirkstoff Glyphosat enthält. Die resistenten Pflanzen nennt Monsanto "RoundupReady"-Pflanzen.

Durch den flächendeckenden Einsatz von Glyphosat-Herbiziden entwickeln sich aufgrund evolutionärer Anpassung jedoch bei immer mehr Unkrautarten Resistenzen. In der Folge steigen der Spritzmittelaufwand und damit auch die Gefahren für die menschliche Gesundheit und die Umwelt. 2015 waren nach Meldung von ISAAA, eines industrienahen Informationsdienstes, 53 Prozent der transgenen Pflanzen herbizidresistent. Es handelt sich dabei meistens um RoundupReady-Soja, das auch in Europa in den Futtertrögen der Tiere landet. Außerdem gibt es unter anderem Mais-, Baumwoll- und Rapslinien, die herbizidresistent sind.

An zweiter Stelle steht die Resistenz gegenüber bestimmten Schadinsekten: 14 Prozent der gentechnisch veränderten Nutzpflanzen sind sogenannte Bt-Pflanzen. Das heißt, sie wurden mit einem Gen des Bodenbakteriums Bacillus thuringiensis (Bt) versehen. Dadurch produziert die Pflanze ein oder mehrere Bt-Toxine, die Schädlinge wie zum Beispiel den Maiszünsler oder den Baumwollkapselbohrer töten sollen (allerdings werden die Insekten nach und nach resistent). Weltweit werden bisher Bt-Mais und -Baumwolle in großem Stil eingesetzt. Die Bt-Gene werden aber in immer mehr andere Pflanzenarten übertragen, z.B. Kartoffeln, Reis, Auberginen und Tomaten. Unklar ist, wieviel Bt-Toxin in den einzelnen Pflanzenteilen steckt. Außerdem könnten auch Nicht-Zielorganismen wie Schmetterlinge geschädigt werden.

Inzwischen produziert die Gentech-Industrie immer mehr Pflanzen, die gleichzeitig Resistenzen gegen ein oder mehrere Herbizide aufweisen und verschiedene Bt-Toxine produzieren. 2015 entfielen auf diese sogenannten mehrfach resistenten Pflanzen ("Stacked Events") 33 Prozent des gesamten kommerziellen Anbaus – Tendenz steigend.

Wikipedia Warnhinweis

Beim Online-Lexikon Wikipedia dominiert die Pro-Gentechnik-Sicht. Die Texte scheinen alle systematisch von Gentechnik-Befürwortern überarbeitet zu werden. Oft wird auf den Diskussions-Seiten dazu eine Auseinandersetzung geführt. Hinterfragen ist also angesagt und bei Zweifeln lieber mal auf die Diskussions-Seite schauen!

Kritiker mit langem Atem

Protest gegen den umstrittenen Gentechnik-Mais 1507 vor dem Kanzlerarmt (Foto: Informationsdienst Gentechnik)

Die Kritik an der Gentechnik ist so alt wie die Technologie selbst. Die ersten gentechnikkritischen Gruppen hatten sich bereits Ende der 1970er Jahre gebildet. In Deutschland wurde Mitte der 1980er Jahre das Gen-ethische Netzwerk (GeN) gegründet. Spätestens mit der Lieferung der ersten gentechnisch veränderten Sojabohnen 1996 aus den USA in den Hamburger Hafen hat die kontroverse Debatte über das Thema Gentechnik in der Landwirtschaft die breite Öffentlichkeit erreicht. Sie hält bis heute an.

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