Gentechnik: Tierzüchtung durch gentechnische Verfahren

Name: Samira, 2018-01

Tierzüchtung und Transgene Tiere

Die Gentechnik im Bereich der Tierzüchtung konzentriert sich hauptsächlich auf sogenannte „Nutztiere“ die für die landwirtschaftliche Produktion, aber auch für die pharmazeutische Industrie große Vorteile haben können. Gentechnisch veränderte Tiere werden als „transgene Tiere“ bezeichnet, sie tragen ein oder auch mehrere Fremdgene stabil, es ist wichtig, dass diese Gene stabil verankert sind, in ihrem Genom. Diese als „Transgene“ bekannten Fremdgene werden nun nicht mehr durch herkömmliche und konventionelle Züchtung eingefügt, sondern durch horizontalen Gentransfer. Dabei wird eine gentechnische Methode angewandt, die Gene auch über Artgrenzen hinweg in das Genom einer anderen Art hineintransportiert.

Geschichtlicher Hintergrund:

Was wahrscheinlich wenigen bekannt ist, ist die Tatsache, dass gentechnisch veränderte Tiere noch vor transgenen Pflanzen existierten.

Vor allem Mäuse waren oder sind immer noch in der Hinsicht in der biologischen Forschung sehr beliebt. Die erste Maus wurde 1974 gentechnisch verändert. Elf Jahre später folgten dann die ersten transgenen Schweine und Schafe, 1988 wurde in den USA das erste Patent auf ein Tier, eine Maus, erteilt. In diese Maus wurden menschliche Brustkrebsgene eingesetzt, um neue Therapiemethoden zu testen und zu verbessern. Diese Maus wurde als „Krebsmaus“ bekannt und vier Jahre später wurde das Patent auch in Europa zugesprochen.

Bis in die 1990er Jahre wurde versucht, gripperesistente Schweine zu schaffen, wachstumsbeschleunigte Schafe, deren Wolle nach einiger Zeit von selber ausfällt, Kühe, die menschliche Muttermilch geben oder auch Schweine, die ihr Futter besser verdauen. Vieles davon konnte nicht verwirklicht werden, wachstumsbeschleunigte Schweine beispielsweise hatten oft Organ- und Gelenkschäden.

Das berühmteste transgene Tier ist wohl das Klonschaf Dolly, mit der ein Durchbruch in der Gentechnik erreicht wurde. 1997 wurde Dolly auch in der Öffentlichkeit bekannt.

Allerdings sind bis jetzt nur sehr wenige transgene Tiere zur Vermarktung bzw. zum Verzehr zugelassen.

Verfahrensweise zur Herstellung transgener Tiere :

Zur „Herstellung“ transgener Tiere wird eine Verfahrensweise genutzt, die „Genome Editing“ heißt. Darunter versteht man die zielgerichtete, punktuelle Veränderung der DNA, also das Entfernen oder Einfügen von Genen sowie auch dessen An- und Ausschalten.

Dies geschieht mithilfe programmierbarer Genscheren, die CRISPR/Cas9-Systeme, CRISPR steht für Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, Cas steht für CRISPR associated proteines.

Dieses System besteht aus einem CRISPR-Abschnitt mit einer integrierten RNA, an diesem Abschnitt hängt noch ein Cas9-Protein.

Der CRISPR- Abschnitt erkennt mit der RNA eine vorher festgelegte, bestimmte Sequenz in dem umzuschreibenden Gen. Das an dem CRISPR-Abschnitt befestigte Cas9-Protein schneidet den DNA-Doppelstrang genau an der Zielsequenz, wodurch Doppelstrangbrüche entstehen. Diese aktivieren die zelleigenen DNA- Reparaturprozesse. Diese sind in dem Fall entweder die Non-homologous end-joining, die mit NHEJ abgekürzt werden und gezielt Gene abschalten können und die homology directed repair, die man mit HDR abkürzt und mithilfe derer man festgelegte Mutationen oder auch ganze DNA-Abschnitte in das Genom einfügen kann. Das Zerstören eines Gens wird als Gen-Knockout bezeichnet, das Einsetzen eines Gens als Gen-Knock-in, außerdem kann mit dieser Methode auch eine Punktmutation korrigiert werden.

Die Verfahrensweise unterscheidet sich kaum von einer natürlichen Mutation, da Doppelstrangbrüche wieder zusammengefügt werden, wobei sich kleine Fehler einschleichen können. Aus diesem Grund stellen sich viele Wissenschaftler die Frage, ob nach dieser Methode „gentechnisch veränderte“ Tiere wie die nach anderen Methoden veränderte Tiere gekennzeichnet werden müssen.

2011 wurde diese Methode zur „Methode des Jahres“ gewählt.

Anwendungen der gentechnischen Verfahren

Diese Methode wird zur Umänderung einzelner Merkmale genutzt, wie zum Beispiel die Resistenz gegen das PRRS-Virus bei Schweinen oder die Afrikanische Schweinepest. Auch wurde versucht, muskulösere Schweine zu züchten oder auch Hunde mit mehr Muskelmasse für Polizeieinsätze. Weitere Versuche wurden unternommen, ob man bei Schafen nicht die Farbe der Wolle ändern oder Schweine in Miniaturformat als Haustier züchten kann.

Aber nicht nur zum Nutzen wurde und wird Gentechnik verwendet, auch für Spaß und Luxus wurde an Tieren „herumexperimentiert“. Beispielsweise wurden in Taiwan zum ersten Mal 2003 leuchtende Zierfische gezüchtet, später auch in den USA. Diese Fischart wird „GloFish“ genannt und war ursprünglich ein Zebrafisch, den man mithilfe von Gentechnik zum Fluoreszieren gebracht hat. Bis jetzt kann man diese Fische in fünf verschiedenen Farben erwerben. Allerdings wurden diese Tiere zunächst nicht zum Spaß gezüchtet, sondern sollten ein lebendes Testsystem für die Umweltüberwachung darstellen. Dafür wurde ihnen ein Fluoreszenz-Protein (GFP), das mit einem biologischen Sensor verknüpft, eingesetzt wurde. Diese Fische sollten dann mit ihrem Leuchten anzeigen, ob sich bestimmte Schadstoffe im Wasser befinden. Bei den GloFishen, die als Haustiere noch einmal gentechnisch verändert wurden, ist der Sensor abgeschaltet und das Protein sorgt für ein konstantes Leuchten. Aber als biologisches Überwachungssystem werden sie erst ausgesetzt, wenn die Fische „stabil“ sind, sich also nicht vermehren können.

Ethische Bedenken

Generell sollte man Veränderungen am Erbgut von Lebewesen immer mit einer gewissen kritischen Distanz sehen. Eine zu große Panik ist allerdings auch unangebracht, denn sonst wird auch bei Konsumenten, die sich in den wissenschaftlichen Themen nicht auskennen, hauptsächlich durch den Informationsmangel, Angst geschürt.

Allerdings sollten immer Vorsicht und Respekt, vor allem bei Themen, wie diesem, die noch nicht komplett erforscht sind, angebracht sein.

Gesetzliche und ethisch-moralische Grenzen sind vor allem für die Erbgutveränderungen bei Menschen vorhanden. Deshalb können auf gentechnisch veränderte Tiere und auf deren DNA Patente auch angemeldet werden, was nicht nur in der Gentechnik vorkommt, sondern auch in der konventionellen Tierzüchtung. Dies kann aber auch für Landwirte und Züchter Abhängigkeiten schaffen.

Außerdem gibt es immer unerwünschte Gendefekte, Störungen oder auch Veränderungen der Genregulierung. Diese führen zu erheblichen gesundheitlichen Schäden der Tiere. Tiere werden oft schon tot geboren oder haben enorme Schäden, der Prozentsatz liegt dabei, je nach Gebiet, bei unter 5% oder auch bei ca 20%.

Negative Auswirkungen sollte man grundsätzlich einberechnen, Wissenschaftler gaben 2001 zu, dass die gentechnischen Versuche sehr oft negative Auswirkungen auf das Überleben des Tieres kurz vor oder nach der Geburt haben. Die dadurch offensichtliche Letalität (Sterberate) und auch Pathogenität (Die krankhafte Veränderung im Organismus) seien nur die Extreme eines sehr breiten Spektrums von möglichen schädlichen Auswirkungen.

Die Frage nach einem Verbot der Veränderungen, die zu stark in die genetische Identität der Tiere eingreifen, wird von der Politik kaum beachtet. Auch steht noch zur Debatte, ob diese Tiere dann wie herkömmlich gentechnisch veränderte Tiere gekennzeichnet werden müssen, oder eben nicht.