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Genetik / Grundlagen der Gentechnik

Neue Erkenntnisse in der Genetik legen nahe: Gentechnik beruht auf einem veralteten Bild von Vererbung
Erbgut in Auflösung (Die Zeit, 12.6.2008) [mehr]

Wie funktioniert Gentechnik bei Pflanzen?
Hier finden Sie eine Darstellung der am häufigsten angewandten Methoden des Gentransfers bei Pflanzen.
Grafik Gentransfer

Nach wie vor ist nicht steuerbar, an welcher Stelle des Genoms sich die eingebauten Fremdgene in der DNA verankern. Konsequenz: Je nach Ort, an dem das künstliche Gen eingebaut wird, kann auch die Funktion anderer Gene beeinflusst werden. Unbeabsichtigte Effekte können die Folge sein.
Epigenetische Effekte bei transgenen Pflanzen (2006) [mehr]

So kommt es oftmals zu Mutationen an dem Ort, an dem sich das Fremdgen zufällig in das Erbgut der Pflanze eingebaut hat bzw. zu Mutationen und Störungen im gesamten Genom. Dies kann unbekannte und potentiell gefährliche Auswirkungen haben.
Genome Scrambling—Myth or Reality? (2004) (engl.) [mehr]
The Mutational Consequences of Plant Transformation (2006) (engl.) [mehr]

Zusätzlich kommt es bei der Durchführung der gentechnischen Transformation oft zu starken Veränderungen des eingebauten Genkonstrukts. Was schlussendlich in der Pflanze bleibt ist oft nicht das, was in den Gentechniklabors ursprünglich eingebaut wurde. So fanden Forscher bereits im Jahr 2001 in Monsantos Roundup-resistenter Gen-Soja auch ein gänzlich unidentifiziertes DNA-Segment.
Characterisation of the Roundup Ready soybean insert (2001), (engl.) [mehr]

Auch in Monsantos MON810 veränderte sich das eingebaute Genkonstrukt, wie spanische Wissenschaftler bereits im Jahr 2003 erkannten. Ein Teil des Bt-Gens fehlte, ebenso ein weiterer Bestandteil des Konstrukts. Auch bei anderen als Lebensmittel zugelassenen Genmais-Linien wurden Veränderungen festgestellt.
A specific real-time quantitative PCR detection system for event MON810 in maize YieldGard® based on the 3’-transgene integration sequence (2003) (engl.) [mehr]
Characterization of commercial GMO inserts: a source of useful material to study genome fluidity (2003) (engl.) [mehr]

In einer Folgestudie aus dem Jahr 2008 bestätigten italienische Forscher, das die heutige genetische Charakterisierung von MON810 nicht mehr der ursprünglichen entspricht. Sie fanden zusätzlich „unbekannte DNA“ und stellten die Produktion von verschiedenen unbekannten Aminosäuren fest.
Characterisation of 3′ transgene insertion site and derived mRNAs in MON810 YieldGard® maize (2008) (engl.) [mehr]

Besonders drastisch sind die Folgen des gentechnischen Eingriffs beim Gen-Mais 1507 von Pioneer, den die EU-Kommission zum Anbau in der EU zulassen möchte. Hier fanden spanische Forscher nicht weniger als sechs Bruchstücke von unterschiedlichen Teilen des Genkonstrukts und weiterer unabsichtlich mit übertragener Mais-DNA.
Interlaboratory transfer of a real-time polymerase chain reaction assay for quantitative detection of genetically modified maize event TC-1507 (2006) (engl.) [mehr]

Dabei können sowohl die Schäden in der Erbinformation der Pflanze als auch Veränderungen am eingebauten Genkonstrukt zu starken Veränderungen im Stoffwechsel der Pflanze führen und gesundheitliche oder ökologische Risiken nach sich ziehen. So untersuchten italienische Forscher im Jahr 2008, ob sich einzelne Inhaltsstoffe in Monsantos Gen-Mais MON810 von den gentechnikfreien Ausgangssorten unterscheiden. Sie fanden heraus, dass der gentechnische Eingriff Auswirkungen auf verschiedene Proteine hatte. Während sie bei 100 Proteinen ein Umweltbezug herstellen konnten, blieb bei 49 anderen Proteinen nur die gentechnische Veränderung als Erklärung.
Proteomics as a complementary tool for identifying unintended side effects occurring in transgenic maize seeds as a result of genetic modification (2008) (engl.) [mehr]

Interessant in diesem Zusammenhang ist insbesondere die gegen das Pestizid Roundup resistent gemachte Sojabohne von Monsanto. Hier berichtete die Wissenschaftszeitung New Scientist bereits im Jahr 1999, dass die Stängel von RR-Soja bei Hitze platzten, möglicherweise eine Folge von Veränderungen im Genom.
Splitting headache: Monsanto’s modified soy beans are cracking up in the heat (1999) (engl.) [mehr]

Zusätzlich weicht der Gehalt einzelner Inhaltsstoffe (z.B. der Pflanzenhormone Daidzein und Genistein) offenbar deutlich von den konventionellen Ausgangssorten ab.
Alterations in clinically important phytoestrogens in genetically modified, herbicide-tolerant soybeans (1999) (engl. Zusammenfassung) [mehr]

Und schließlich stellt sich auch die Frage, ob durch die massiven Veränderungen in der Erbinformation der RR-Sojapflanzen möglicherweise neue, unbekannte Stoffe gebildet werden. Forscher des Bundesinstituts für Risikobewertung kamen im Jahr 2005 zu dem Schluss, dass es nicht ausgeschlossen sei, dass so genannte „Fusionsproteine“ entstehen könnten, deren Wirkungen auf das Immunsystem nicht untersucht seien.
Detection of RNA variants transcribed from the transgene in Roundup Ready soybean (2005) (engl.) [mehr]

Dass sich Veränderungen im Genom oder im Zusammenspiel der Gene (so genannte epigenetische Effekte) direkt im Erscheinungsbild der Pflanze zeigen, wird in der wissenschaftlichen Literatur nur selten beschrieben. Verständlicherweise haben insbesondere die Gentechnikkonzerne und deren Wissenschaftler kein Interesse an der Veröffentlichung solcher Ergebnisse. Bei einem in Deutschland durchgeführten Freilandversuch mit Gen-Pappeln zeigten sich solche Veränderungen jedoch deutlich. „Die in der Sicherheitsforschung als Modellpflanzen verwendeten Pappeln zeigen ein von gewöhnlichen Pappeln abweichendes Erscheinungsbild. Besonders auffällig sind kleinere, hellgrüne Blätter. Im Laufe des Versuchs " verloren" einige Pappeln das eingeführte Gen: Sie bildeten wieder größere, dunkelgrüne Blätter aus.“ Bild ansehen
[mehr]

Kleine Veränderung – große Wirkung
Australische Wissenschaftler versuchten vor wenigen Jahren, ein Bohnen-Gen in die Felderbse einzubauen. Dieses sollte einen an sich harmlosen Stoff produzieren und Fraßschädlinge abhalten. Durch minimale Veränderungen an dem Bohnen-Gen wurde der Stoff jedoch offenbar zu einem starken Allergen.
Transgenic Expression of Bean α-Amylase Inhibitor in Peas Results in Altered Structure and Immunogenicity [mehr]