*35c3 Vorspannmusik*
Herald-Angel: Genforschung ist unser nächstes Thema und Genforschung ist ja
seit dem Bekanntwerden der Forschungen von einem chinesischen Forscher Jiankui He -
das war in den letzten Wochen in der Presse - eine neue Dimension kann man
schon sagen vorgestoßen. Das erste mal was passiert, was vorher ethisch so ein
bisschen kritisch zu betrachten ist, was immer noch kritisch ist. Und diese Gen-
Schere, die da benutzt wurde nennt sich CRISPR/Cas9 und es scheint scheinbar
leicht mittlerweile mit solchen Sachen sich auseinanderzusetzen, sowas zu
benutzen. Wir werden heute vielleicht mal hören, was kann dieses CRISPR, was macht
denn CRISPR und was für Auswirkungen hat das auf unsere Zukunft. Wie gefährlich ist
sowas und was für Nutzen kann man daraus ziehen. Auf all diese Fragen geben die
drei hier heute uns eine Antwort. Die 3 das ist: André Lampe, das ist - jetzt muss
ich schnell mal nachschauen - KaLeiMai und die Adora Belle und die drei werden uns
jetzt erzählen, was man mit CRISPR alles machen kann und gibt ihnen nochmal ein
richtig richtig tollen Applaus und dann sind wir gespannt.
*Applaus*
André Lampe: Ja, schönen guten Tag. Das
ist Katrin, das ist Anna, ich bin André und wir wollen über Genom-Editierung mit
CRISPR/Cas sprechen: “Eine neue Hoffnung” oder “Angriff der Klonkrieger”? Wer sich
jetzt fragt, was? Was war das nochmal mit der Schere, die er erwähnt hat. Naja, es
war häufig in der Presse zu lesen: "Wann ist eine Pflanze eine Gentechnik-
Pflanze?", "Das Sein steht über dem Design" - die Geschichte mit den CRISPR-
Babys, "Der letzte Tabubruch der Gentechnik?" gab es auch als Schlagzeile.
Aber auch: "Megatrend Gen-Schere: bis zu 290% mit CRISPR Therapeutics und co - so
geht es weiter" von Der Aktionär. Der liebe Kollege Lars Fischer - Hallo Lars -
hat geschrieben "Der Kampf um die Genshere fängt erst an" und da kommt das Wort
Patentanwalt drin vor. Aber was eigentlich CRISPR/Cas genau tut und wie es
funktioniert, das wird uns jetzt Anna ganz genau erklären.
Anna: Ich werd euch jetzt eine ganz ganz kleine minikurze Einleitung zu DNA nochmal
geben um euch alle abzuholen. Die DNA, der Code, der in unseren Zellen steckt und den
wir brauchen, den wir verändern können mit CRISPR. Die DNA hat einen Mittler, die RNA.
Die haben ein Leseraster: Immer drei Basen bilden eine Aminosäure. Das bedeutet, wenn
ich den Leserahmen ein bisschen ändere, dann verschiebt sich natürlich verschieben
sich Dinge und Dinge ändern sich. Drei Basen einer Aminosäure, viele Aminosäuren
ergeben ein Protein, ein Protein ist dann wiederum das, was in unseren Zellen viele
Dinge tun kann und für die meisten Sachen, die in der Zelle so passieren auch
verantwortlich ist, also viele Proteine. Und wir sehen auch hier an dieser Codon-
Sonne - heißt das Ding - dass vier Basen für 20 Aminosäuren codieren können. Und da
gibt es einige Überschneidungen und manchmal kann die Anderung einer einzigen
Base zu einer komplett neuen Aminosäure führen und damit eben auch zu einem
komplett anderen Protein. Was ist jetzt dieses CRISPR? CRISPR ist ein bakterielles
Immunsystems. Das wurde entdeckt und angewendet von Jennifer Doudna, Emmanuelle
Charpentier und Feng Zhang. Das sind die Patenthalter auf jeden Fall und die haben
mit dem Haustier aller Biologen gespielt, das E.coli Bakterium, das bei uns im Darm
wohnt und E.coli Bakterien können, wie wir auch, krank werden. Die können von Phagen
angegriffen werden, das sind quasi Viren für Bakterien, die dann ihre DNA
einschleusen und das arme E.coli krank machen. Und die DNA im E.coli sorgt dann
dafür, dass das E.coli ganz viele neue kleine Baby-Phagen produzieren muss. Und
das findet es nicht gut, denn daran stirbt es normalerweise und die Phagen können
dann weiter andere E.coli infizieren. Was macht jetzt CRISPR dabei? Wenn jetzt eine
Phage angreift und ihre DNA injiziert, dann kann das E.coli diese DNA zerstückeln
und in der CRISPR Region abspeichern. Das führt dann dazu, wenn erneut eine Phage
angreift, dass die DNA entdeckt wird von den gespeicherten Sequenzen und mit dem
Cas-Protein, daher kommt das Cas aus CRISPR/Cas, dann zerstört wird. Und so ist
das E.coli sicher vor dem Phagenangriff. Wichtig dabei ist, dass Cas9 an einer
Sequenz schneidet, die NGG heißt, also zwei Basen müssen G sein - Guanin - und
eine Base kann irgendeine Base sein. Die kommt quasi überall im Genom vor. Jetzt
würde Cas dann aber quasi überall im Genom schneiden. Damit es das nicht tut, braucht
es eine Guide-RNA aus 20 Basen mit einer Erkennungssequenz, um spezifisch zu
schneiden. Wie kann man das dann anwenden? Das hier ist eine Tierzelle und da haben
wir die DNA mit einer Cas behandelt und es entsteht ein sogenannter DNA Bruch, das
heißt die DNA geht kaputt. Und da machen wir uns jetzt die Reparaturmechanismen der
Zelle zu zunutze. Das passiert nämlich häufiger mal in der Zelle, dass die DNA
mal kaputt geht und dieser Bruch wird registriert und dann kann er entweder mit
einer Klebermethode einfach wieder zusammengepappt werden, aber da gehen
manchmal so ein paar Basen flöten, oder es können einfach ein paar Basen wieder neu
dazwischen geraten. Das kommt dann zu sogenannten "insertions and deletions",
also "indels", die zu einer Verschiebung des Leserasters führen und damit das Gen
zerstören können. Die andere Methode ist, dass sich die DNA zur Reparatur eine
Vorlage sucht und wir Biologen können diese Vorlage natürlich mittels einem
kleinen Stück DNA auch einfach mitliefern, so designed, wie wir sie haben wollen und
dann einfügen lassen durch diesen anderen Reparaturmechanismus. Was machen wir jetzt
damit im Labor in der Grundlagenforschung? Wir können dafür sorgen, dass Zellen etwas
produzieren was sie vorher nicht produziert haben. Wir können dafür sorgen,
dass sie nicht mehr produzieren. Wir können dafür sorgen, dass sie etwas, was
sie produzieren ein bisschen anders bauen und wir können dafür sorgen, dass
vielleicht auch strukturelle Elemente in der DNA verändert werden können. Und das
alles durch ein Einfügen von Sequenzen oder durch eine Verschiebung des
Leserasters. Das ist sehr wichtig für die Grundlagenforschung, weil das bedeutet
eigentlich nur, dass wir irgendwas verändern und dann gucken, was eigentlich
passiert. Katrin: Danke Anna, für diese
grundlegenden Einführung in das Thema. Bevor wir jetzt zu konkreteren
Anwendungsbeispielen kommen, möchte ich nochmal kurz ein paar Technik-Vergleiche
ziehen, was sicherlich hier in dieser Community das Prinzip dahinter ein
bisschen plastischer macht. Und zwar: CRISPR/Cas als bakterielles Immunsystem
ist wirklich gut vergleichbar mit Virenscannern. Cas9 ist das Protein, der
Virenscanner, der am Ende tatsächlich die neu-reinkommende Viren-DNA zerstört und
die Signaturen, die er dabei benutzt sind quasi diese Guide-RNAs. Was auch öfter mal
genannt wird, ist der Vergleich mit Suchen und Ersetzen im Texteditor oder in Word
und Gen-Skalpell und Gen-Schere, habt ihr ja auch vorhin in den Schlagzeilen
gesehen. Und die dabei mitschwingende Konnotationen, dass das sehr präzise wäre
und ist stimmt auch, aber wir sollten im Hinterkopf behalten, dass wir ja schon
in einem biochemischen System hier sind und nicht in einem Binärsystem,
wo es nur eins oder null gibt.
Z.B. können sich RNA oder DNA Moleküle, die nicht 100 Prozent
zusammenpassen trotzdem zusammen lagern und deswegen kann auch Cas9 und die
anderen CRISPR-associated proteins schneiden an Stellen auf die eigentlich
nicht gezielt wurde. Das heißt für die technikaffinen Leute hier ist vielleicht
der Vergleich mit so einer nicht ganz hundertprozentig eindeutigen RegEx
interessant. Und das bedeutet, dass sogenannte off-target Effekts auftreten
und das sind im Prinzip Nebenwirkungen. Und genau daran hängt auch im restlichen
Vortrag dann öfter mal die Diskussion über Restrisiko dieser Technik oder
Nebenwirkungen beim Einsatz von CRISPR/Cas. Und damit zurück zu Anna.
Anna: Um diesen off-target Effekt ein bisschen zu verringern, hat man sich
natürlich auch ein bisschen was ausgedacht. Wie gesagt hat Cas9 eine
gewisse Fehlertoleranz, allerdings versucht man über Bioinformatik
Tools natürlich, Sequenzen zu finden, die besonders eindeutig sind.
Genauso kann man aber eine Nickase verwenden,
die ein bisschen anders schneidet, die brauch nämlich zwei Guide-RNAs,
um die Sequenz zu finden, damit braucht man 40 Basen und hat
dementsprechend wieder eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass da ein off-target
Effekt passiert. Es gibt unterschiedliche Cas-Proteine, die unterschiedlich gut
schneiden und unterschiedlich spezifisch schneiden. Und dann gibt es noch Anti-
CRISPR Proteine, die auch CRISPR wieder deaktivieren können. Das ist jetzt erstmal
so was zu den Grundlagen, also CRISPR wird die Grundlagenforschung erheblich
erleichtern. Es ist einfach günstig, schnell und präzise. Jetzt kommen wir ein
bisschen zu CRISPR in der Medizin und da ist natürlich die große Frage: Ist denn
eine Heilung von genetischen Krankheiten möglich? Also rein theoretisch könnte man
sagen: Ja, wenn die Krankheit nur auf einem Gen liegt. Und wenn häufig dieselbe
Mutation dort ist, dann kann man immer wieder die gleiche Guide-RNA anwenden. So
Sachen wie Gendoping, wo man sagt wir machen Leute größer schneller und so
weiter. Das liegt meistens auf sehr vielen Genen und muss deswegen eben... ist
deswegen sehr sehr schwierig Hand zu haben und dementsprechend würde man sagen, dass
das eher unpraktikabel ist. Die Frage ist auch immer, wie kriegen wir CRISPR/Cas
denn in die Zelle rein. Die muss ja in die Zelle, die muss ja zur DNA und dort
schneiden und umbauen. Und das einfachste wird wahrscheinlich sein, Stammzellen aus
dem Körper zu gewinnen, dann extern zu behandeln und wieder zurückzuführen. Man
kann aber natürlich auch Viren verwenden. Aber das wird eine der größeren Hürden
sein. Klinische Studien gibt es bereits. Das sind 20 erste Studien, momentan auf
clinicaltrials.gov gemeldet. Unter dem Stichwort CRISPR ganz interessant,
darunter die Erschaffung von CAR-T-Zellen gegen Krebs. Das sind Immunzellen, die aus
Patienten gewonnen werden und das macht man heute schon bereits, die verändert man
derzeit etwas anders. Aber man könnte das eben jetzt mit CRISPR probieren und das
könnte natürlich sehr viel günstiger und vielleicht sogar noch besser
funktionieren. Andere Erkrankungen die da jetzt kamen waren Beta-Thalassämie, eine
Anämie-Erkrankung und das Herausschneiden von viralen Sequenzen von HPV, dem humanen
Papilloma-Virus. Dann habt ihr vielleicht mitbekommen, gab es diese Pressemeldung:
eine Erbkrankheit mittels Genkorrektur wurde anscheinend bereits geheilt. Wenn
man dann aber weiter gelesen hat, kam dann auch raus, dass es sich
erstmal um Mausmodell gehandelt hat.
Da hat man die Leberzellen behandelt. Diese Mäuse hatten
Phenylketonurie. Da ist ein Gen betroffen. Das kann aber über 850 unterschiedliche
Mutationen haben, die zu Krankheiten führen. Das bedeutet man hat jetzt erst
mal eine Mutation geheilt. Es würden aber noch weitere bestehen. Nichtsdestotrotz
ist es natürlich interessant aber man sollte eben immer auch kommunizieren in
welchem Modell man sich das erstmal angeschaut hat. Ja und dann kommen wir zu
der ganz interessanten Thematik der Keimbahn. Das bedeutet die Anwendung von
CRISPR im Embryo, im Spermium oder der Eizelle. Und da ist natürlich, dass dann die
CRISPR Veränderungen in jeder Zelle des daraus entstehenden Lebewesens zu finden
sein wird, auch wieder in den neuen Keimzellen. Es wird dann auf die nächste
Generation und die folgenden Generationen auch weiter übertragen. Das Potenzial ist
natürlich, dass dadurch Erbkrankheiten schon in allen Zellen direkt genetisch
korrigiert werden und der Mensch dann gesund auf die Welt kommt und die
Erfolgsquote in Embryonen scheint sogar etwas höher zu sein als in normalen
Zellen. Man hat jetzt in einer Publikation etwa 70 Prozent gefunden und dann stellt
sich die Frage jetzt, bevor wir zur Ethik kommen ist das eigentlich sinnvoll, denn
wir müssen uns überlegen dass bei uns jedes gehen doppelt vorhanden ist. Wenn
wir das weiter vererben vererben wir zufällig eines und der andere Partner
vererbt ein anderes. Das bedeutet, es können natürlich auch Embryonen entstehen
die gesund sind wenn wir ein gesundes Gen haben. Und dann wäre es vielleicht weniger
kontrovers, Embryonen auszuselektieren, denn nichts anderes macht man mit CRISPR
ja auch. Wenn man sie dann editiert hat muss man die, wo die Editierung nicht
geklappt hat ja auch wieder aussortieren. Aber man umgeht den Keimbahn-Eingriff. Die
ethischen Probleme sind eben wie gesagt diese Entsorgung von den Embryonen. Und
bei CRISPR weiterhin die off-target- effects und dass es eben schwierig ist von
einem Embryo für so eine medizinische Behandlung eigentlich eine
Einverständniserklärung zu bekommen. Dementsprechend hat man sich eigentlich
fast weltweit zu einem Moratorium zur Keimbahn Therapie entschlossen allerdings
sind die noch unterschiedlich weltweit und die UNESCO versucht gerade, einen
globalen Standard zu finden. Und dann war es mir auch noch einmal kurz wichtig etwas
Bio Hacking zu sagen: Da gibt es jetzt schon einige Leute die da in CRISPR eine
große Hoffnung setzen und da ist es einfach wichtig: das Beste was passieren
kann ist, dass erstmal gar nichts passiert mit dem CRISPR. Aber ihr könnt auch eine
allergische Reaktion bekommen auf Inhaltsstoffe. Oder ihr könnt natürlich
auch irgendwelchen anderen Mist machen. Dementsprechend würde ich da auf die
Grundsätze von einer anderen Community verweisen: seid immer sicher, seid
vernünftig und macht es im Einverständnis. Daher die kurze Zusammenfassung: in der
Medizin für manche Erkrankungen ist es durchaus vorstellbar CRISPR anzuwenden. Im
Embryo ist es vielleicht gar nicht immer nötig bei und bei Bio-Hackern wäre es
natürlich wichtig, sich auch einer Ethik mal zu stellen. Und, so, jetzt gebe ich ab
an den André zu den CRISPR Babies. André: Genau, wo wir gerade schon von
Ethik gesprochen haben: MIT Technology Review hatte exklusiv: Chinesische
Wissenschaftler haben die ersten CRISPR- Babies austragen lassen. WTF did he do.
He, das ist Dr. Jiankui He, den wir da rechts sehen der hat anscheinend die
ersten CRISPR Babys austragen lassen, Lulu und Nana. Das sind nicht die wirklichen
Namen, das sind die Namen unter denen sie wissenschaftlich diskutiert werden. Und er
hat dabei eine Gen-Veränderung gemacht., nämlich im Gen CCR5, das hat er
deaktiviert. Das Gen CCR 5 ist für den gleichnamigen Rezeptor CCR5 zuständig.
Dieser Rezeptor benutzt das HI-Virus um eine Zelle zu infizieren. Die bindet
zunächst an eine andere Geschichte, die an der Oberfläche von der Zelle ist und
benutzt dann den CCR5, um tatsächlich ihre Information in die Zelle reinzubringen und
damit eine Infektion auszulösen. Sein Vorgehen war amateurhaft, das sage nicht
ich, das sagen ganz ganz viele Kollegen. Er hat bisher auch noch nichts
veröffentlicht, aber er war Ende November auf einer Konferenz, wo er einen Vortrag
gehalten hat und da gibt es einen interessanten Twitter Thread von einem
Wissenschaftler, wo andere mit eingestiegen sind.
Die haben quasi jede Folie einzeln kommentiert und genau auseinandergenommen.
Was ist jetzt an dem Vorgehen und an der Methode eher so ein bisschen fragwürdig?
Da sind Sie zu diesem Schluss "amateurhaft" gekommen. Und es gab Probleme mit der
Einverständniserklärung. Es ist wohl nicht ganz klar, ob die Eltern - der Mann war
wohl HIV-positiv und sie haben sich für eine Studie angemeldet aber es ist ein
bisschen umstritten oder nicht ganz klar ersichtlich,
ob denen bewusst war, dass sie sich für eine neue
Methode anmelden, die zum ersten Mal überhaupt so ausprobiert
wurde. Aber es gab doch noch mehrere Probleme. Das ist alles ein bisschen
komisch und die Experimente sind im Geheimen abgelaufen. Aber er hat ganz
offensichtlich eine PR-Kampagne geplant. Da würde ich jetzt erstmal pauschal sagen,
das ist mindestens fishy. Da ist noch viel viel mehr, da gibt's eine tolle
Zusammenfassung, da werde ich auch gleich nochmal einen Link zeigen. Aber was ich am
faszinierendsten an der ganzen Geschichte finde ist, dass CCR5 ausschalten nicht
gleichbedeutend ist, mit immun gegen HIV. Was man macht, wenn man CCR ausschaltet:
Man nimmt dem HIV-Virus ein mögliches Einfallstor. Aber es gibt noch andere
Möglichkeiten für den HI-Virus, eine Zelle zu infizieren. Mehr noch: Manche
Veränderung, also manches Abschalten von CCR 5 führt dazu, dass man anfälliger ist
für ganz andere Krankheiten und es gibt sogar zugelassene Medikamente, die quasi
einfach nur durch Einnehmen einer Pille, CCR5 abschalten können. Also genau das tun
können, was er mit CRISPR CAS realisiert hat. Abgesehen davon gibt es mehrere
Methoden, wenn man so eine künstliche Befruchtung macht, dafür zu sorgen, dass
Embryonen nicht HIV positiv sind. Im Prinzip war das mit Kanonen auf Spatzen
schießen. Man fragt sich: Warum? Weil es so viele andere Möglichkeiten gegeben
hätte das zu tun. Wer davon mehr erfahren möchte: Es gibt einen großartigen Artikel
von Ed Yang in "The Atlantic", der hat das auseinandergenommen, alles was komisch ist
mit sehr sehr vielen Links daran und den Twitter-Thread hab ich hier auch verlinkt,
das findet ihr nachher auch in den Slides die wir alle zur Verfügung stellen. Also
nochmal kurz zusammengefasst: anscheinend erste CRISPR-Babys ausgetragen. Die
Zielsetzung ist vollkommen seltsam und das Vorgehen mindestens bemerkenswert. Katrin!
Katrin: Das war jetzt alles ganz schön hart geworden, kommen wir doch zum total
entspanntem Thema von Gentechnik in der Nahrungsmittelindustrie bzw. in der
wunderschönen Landwirtschaft. Die Hoffnung, die hier besteht dass CRISPR CAS uns
helfen kann, schneller, billiger und vor allem auch dezentraler, weil die Methode
eben so einfach ist, Sorten zu erstellen die auf irgendeine Art und Weise irgendwie
idealer sind für uns. Und wie das genau funktioniert, oder die Wertschöpfungskette
quasi, gucken wir uns jetzt mal an. Der Dreh- und Angelpunkt dieser Hoffnung ist
dass wir immer besser verstehen und eine immer größere Wissensbasis aufbauen
darüber, welche Mutationen oder genetischen Variationen konkret dafür verantwortlich
sind, dass bestimmte Eigenschaften in einem Nutztier oder in einer Nutzpflanze
auftreten. Und ja, das ist wie vorhin auch gesagt, nicht immer eine monogenetische
1-zu-1-Beziehung. Aber es ist halt auch nicht immer eine total überkomplexe
verwurschtelte Beziehung. Woher kommt dieses Wissen jetzt? Woher kommt dieser
Wissensschatz? Auf der einen Seite natürlich dadurch, dass wir in der
Grundlagenforschung immer besser erforschen können und immer mehr darüber
lernen, wie die Stoffwechselwege funktionieren. Also grob gesagt welches
Enzym macht denn genau welche Reaktion, baut was im Körper auf oder baut was von
der Zelle ab. Und ich glaube es gibt auch Talk hier auf dem Kongress entweder morgen
oder er war heute schon, der heißt Information Biology, vom Abstract her
würde ich sehr empfehlen, dass man sich den auch anguckt der wird bestimmt auf dieser
Schiene noch ein bisschen mehr erklärt werden. Die zweite Schiene dieses Wissens
ist natürlich die Genom-Sequenzierung. Die folgt so teilweise dem mooreschen Gesetz
auch wie aus der Prozessor Technik, mit dem Unterschied dass es noch schneller
noch viel billiger wird. Das heißt wir haben auf der einen Seite zwar immer mehr
Daten und durch die müssen wir uns natürlich auch Big-Data-mäßig durchwühlen,
andererseits können wir auch darauf vertrauen, dass durch Fortschritte in der
Bioinformatik, der Algorithmik und natürlich auch einfach in der rohen
Computing Power die zur Verfügung steht immer mehr von diesem Erkenntnisprozess,
welche Mutationen genau vorliegen, automatisiert werden können. Und das führt
zu der interessanten Situation, finde ich, dass wir uns diese Mutationen und diese
Verbindungen zu welchen Eigenschaften die auslösen, vorstellen können wie so ein
Süßigkeitenregal. Und CRISPR CAS hilft uns dabei, aus diesem großzügigen Angebot
auszuwählen, was wir denn genau verbessern möchten. Wir haben ja schon seit 10, 15,
20000 Jahren die Landwirtschaft und die klassische Züchtung mit selektieren,
kreuzen, selektieren, rück-kreuzen und so weiter und so fort. Und das hat schon
Jahrtausende lang funktioniert ohne dass wir überhaupt wissen, was Gene und
Mutationen waren damals. Und das hat dazu geführt, so grob gesagt dass wir in den
Zucht Sorten vor allem solche Mutationen angesammelt haben, die eben für uns
nützlich sind. Ich sage mal so Ertragssteigerung, größere Früchte solche
Dinge. In den Wildsorten dagegen finden wir oft noch Mutationen, die zum Beispiel
für die Anpassung an die Umwelt gut sind. Also Schädlings-Resistenz, Dürre-
Resistenz, aber auch zum Beispiel Aromavielfalt. Das kennt ihr
wahrscheinlich von den ganz besonders großen Tomaten: schmeckt nicht mehr so
richtig lecker. Jedenfalls nicht mehr so wie eine Kirschtomate zum Beispiel. Diese
Situation versetzt uns in die Lage, dass über diese Probleme im Prinzip nachdenken
können wie in der Software-Entwicklung über patchen. Also Mutationen sind git-
commits und wir können sie mergen, rebasen, cherry-picken und dadurch eben
solche idealen Sorten quasi erstellen. Hinterfragt werden darf natürlich immer,
was genau ideal bedeutet: für verschiedene Akteure in diesem Spiel natürlich
unterschiedliche Dinge. Also für uns so ist lecker und gesund wahrscheinlich ein
bisschen interessanter als für den Produzenten schnelle Wachstums-
geschwindigkeit gute Lagerfähigkeit. Gesamtgesellschaftlich sollten wir aber
natürlich auch bedenken, dass infolge des Klimawandels, wir wahrscheinlich auch
größere Teile unserer Nahrungsproduktion resilienter machen müssen gegen stärkere
Klimaeinflüsse, gegen vielleicht überraschende neue Schädlinge und so
weiter. Ein konkretes Beispiel für eine solche ideale Sorte wurde kürzlich
publiziert hier, am Beispiel der Wild- und der Kirschtomaten. Die gemeine Wildtomate
seht ihr hier ungefähr, ist so Erbsen-groß und mit wenigen edits,
ich glaub es waren 4 in diesem konkreten Beispiel
- also intentionell eingebrachten Mutationen -
kamen diese Forschergruppe hier schon in eine Richtung, die der Kirschtomate, die
wir aus dem Laden kennen, auch etwas ähnlicher sieht. Das lässt sich auch
quantifizieren, also das Fruchtgewicht hier verdoppelt, verdreifacht ungefähr -
wie gesagt mit wenigen Mutationen - und auch die Tatsache, dass die Pflanze
überhaupt mal ein paar mehr Früchte ansetzt, lässt sich auch einrichten.
Manchmal wird das biologische auch wirtschaftspolitisch relevant. Er kennt
vielleicht dieses Hybrid-Saatgut Geschäftsmodell. Das ist eigentlich so
eine Abofallen. Man kann das Saatgut kaufen und man kriegt einen doch
garantiert relativ hohen Ertrag, sehr guten Ertrag. Das Problem allerdings ist
dabei, dass die Pflanzen, die dann hoch wachsen natürlich irgendwo auf dem Feld
stehen und dabei werden sie bestäubt. Beim Beispiel Reis hier durch den Wind und
genau bei dieser Bestäubung geht dieser Hybrid Effekt verloren und man braucht
sich gar nicht mehr die Mühe machen diese sehr gute Ernte teilweise einzubehalten,
um sie in der nächsten Saison wieder auszusehen, denn dann ist die nächste
Ernte eher so mittel. Und auch hier wurde kürzlich gezeigt und wieder nur mit sehr
wenigen Mutationen, dass man den Reis so beschubsen kann, dass er nicht mehr auf
eine Bestäubung wartet, sondern die Reiskörner einfach durch Klonen selber
erstellt und dadurch bleibt der Hybrid- Effekt vorhanden, in der ersten Ernte. Man
kann Teile davon wieder aussehen und man hat diesen Effekt über mehrere
Generationen hinweg, sodass wir so ein bisschen fragen können: Ist nicht diese
Abofallen dann vielleicht so langsam Geschichte? Bei diesen ganzen
interessanten Möglichkeiten sollten wir natürlich auch die Rechtslage beachten. Da
gab es ja auch ein paar aktuelle Urteile dazu. Aber zunächst mal sollten wir noch
ein paar Jahrzehnte zurückgehen, nämlich zunächst mal zu der klassischen
Gentechnik. Dabei wird ja ein Gen transferiert in eine andere Spezies und
das ist ein Vorgang, der zumindest in Europa streng reguliert ist. Es gibt aber
jetzt noch viel ältere Verfahren, die sich alle so unter Mutagenese-Züchtung
zusammenfassen lassen. Zum Beispiel stellt man einfach eine radioaktive Quelle mal in
die Mitte von einem Garten, lässt dann die Pflanzen wachsen und guckt dann mal so im
Laufe der Zeit, welche interessanten Eigenschaften sich entwickeln. Und wenn
man da etwas interessantes findet, dann züchtet man quasi klassisch weiter.
Wissenschaftlich gesehen gehört ja jetzt die Genom-Editierung eigentlich ganz klar
zu den Mutageneseverfahren. Und sie ist sogar gezielt im Gegensatz zu dieser
Schrotflinten-artigen ungezielten älteren Methode. Der EU-Gerichtshof hat aber
festgestellt oder klargestellt und geurteilt im Juli, glaub ich, 2018, dass
nur die althergebrachten Mutageneseverfahren weiterhin ausgenommen
bleiben von der Gentechnikregulierung und dass die Genom-Editierung als neuartiges
Mutageneseverfahren aber eben zusammengefasst wird mit der klassischen
Gentechnik, mit der Begründung, dass ein neues Verfahren, wo wir eben noch nicht so
ganz die Nebenwirkungen (also off-target effects, z.B.) kennen, wo wir aber schon
sicher sind, dass es schneller, billiger, von mehr verschiedenen Laboratorien
durchgeführt werden kann. Genau deswegen haben wir das Vorsorgeprinzip und genau
deswegen benutzen wir hier die etwas strengere Regulierung, die wir auch schon
haben, sodass wir zusammenfassen können hier vielleicht ein bisschen resigniert,
dass im Labor funktionieren viele dieser Ansätze. Wir können also sowohl die Zucht
als auch die Wildsorten upgraden quasi. Gerade in der EU stellt sich aber jetzt in
den nächsten Jahren die Frage, wie sich diese Gesetzgebung weiterentwickelt und
angepasst wird an den aktuellen Wissenschaftsstadt und wie eventuell die
Ideale, die ich vorhin kurz dargestellt hatte sowohl für Konsumenten als auch für
Produzenten, dann umgesetzt werden. Die großen Firmen, das lernen wir aus der
Vergangenheit, haben natürlich Rechtsabteilungen, die sich mit solchen
Regularien auseinandersetzen können. Damit gebe ich zurück zu André zu der
Zusammenfassung. André: Genau, Zusammenfassung. Wie
funktionierte CRISPR/Cas jetzt also? Es ist günstig, schnell, präzise sowie wie
Rogue One. Wir markieren mit Cas eine Schnittstelle und wenn wir dann die
Reparaturvorlage mitliefern, dann sind wir quasi schon fertig mit der Methode. Wir
haben gesehen, dass es die Grundlagenforschung wirklich erleichtert.
Das heißt wir können viel mehr Wissen ansammeln wie die Biologie an sich
funktioniert, wie Krankheiten entstehen und sehr sehr viel Grundlagenforschung
machen. Man kann manche Krankheiten heilen, manche mit Einschränkungen.
Eingriffe in die Keimbahn ist unter Umständen gar nicht notwendig, weil es
andere Methoden gibt, aber da stellen sich noch ethische Probleme - da werden wir
auch gleich zu kommen. CRISPR-Babys: Ich hab das mal mit Jar Jar Binks
illustriert, weil es ist Realität und man weiß nicht genau, warum.
*Lachen und leichter Applause* Dankeschön. Wir können sehr gerichtet
züchten und das könnten sehr sehr viele tun, weil wir uns in dieser Mutagenese,
also in derselben Pflanze aufhalten, also nur dort eine Mutation machen. Das Problem
ist in der Landwirtschaft damit ist die Rechtslage interessant. Tatsächlich ist
sie ähnlich wie beim Leistungsschutzrecht oder bei den Copyrightfiltern: die Kleinen
trifft es auf jeden Fall und die größere Firmen - ich möchte jetzt keine Namen
nennen... die werden sich um sowas mit einer gut ausgestatteten Rechtsabteilung
wahrscheinlich nur einmal lächelnd am Popo kratzen. Was kann CRISPR/Cas? Was kann es
nicht? Erstmal: Forschung beschleunigen. Wir können besser und effizienter mehr
Wissen anhäufen, sowohl in der Grundlagenforschung - über die
grundsätzliche Funktion der Biologie bis hin zu Krankheiten und wie es dazu kommt -
aber auch in der angewandten Forschung, dass wir schauen können, was funktioniert
unter bestimmten Bedingungen besser, was funktioniert unter bestimmten Bedingungen
schlechter. Da geht es einfach mit CRISPR/Cas sehr sehr viel schneller. Erste
klinische Studien zur Therapieansätze gibt es bereits, 20 Stück. In Nahrungspflanzen
funktioniert das im Labor sehr sehr gut. Anscheinend wurden erste Embryos editiert
- das ist jetzt noch nicht wertend. Was kann es nicht? Es kann nicht sein, was
nicht genetisch ist. Wenn die Ursache nicht irgendwo im Genom versteckt ist,
dann ist CRISPR/Cas halt nur CRISPR/Cas. Nicht alle genetischen Krankheiten können
damit geheilt werden. Es kann nichts verbessert werden, wie Größe, Intelligenz,
Gendoping haben wir gehört. CRISPR/Cas ist ein Werkzeug, ein mächtiges Werkzeug, aber
ein Werkzeug und es kommt darauf an, wie wir es benutzen. Und dementsprechend
kommen wir jetzt zu dem welche Fragen wirft Genom-Editierung auf? Welcher Ethik
folgen wir? Durch die CRISPR/Cas Diskussion wurden wir, glaub ich,
eingeholt von einigen ethischen Fragen, die wir aufgeschoben hatten, wo wir keine
Lust hatten, uns vielleicht damit zu beschäftigen. Die werden jetzt drückender,
weil CRISPR/Cas so schnell, präzise, billig und sowas ist. Das fängt bei der
Diskussion, die wir bei Anna hatten, mit den Embryos an, aber das geht über alle
Bereiche, die wir hatten weiter. Diese Diskussion hätte eigentlich an vielen
Stellen schon längst geführt werden sollen. Angst vor dem Unbekannten? Hm,
ja.. Ich meine aus der Reaktion als es um Landwirtschaft ging hat man das gemerkt:
grüne Gentechnik. Da ist man jetzt nicht sofort ein totaler großer Fan, wenn man
einmal eine meine Straßenumfrage macht und so hatte ich das Gefühl bei euch auch. Ich
will niemandem unterstellen, dass das total aus Unkenntnis ist, aber wir haben
hier ja gerade eine Methode, die so viel möglich macht, dass die
Wissenschaftskommunikation, also die Wissenschaft viel mehr erklären muss,
damit es nicht zu einer Angst vor dem Unbekannten kommt, aber ich glaube... naja
sagen wir mal, wir müssen am unbekannten arbeiten, dass es bekannter wird.
Akzeptanz durch Passivität. Vielleicht geht auch das eine oder andere an uns
vorbei und wird dann einfach so gemacht. Wir kriegen das gar nicht mit. Das ist
eine offene Frage: Wird das eventuell passieren, weil CRISPR/Cas in so vielen
Bereichen eingesetzt werden kann. Wer sollte so etwas entscheiden. Da spreche
ich jetzt ganz persönlich. Ich bin Wissenschaftler. Um Gottes Willen, lasst
das nicht bloß Wissenschaftler entscheiden. Das war's jetzt wohl mit der
Akademie der Wissenschaften. Winke winke. Aber so ist das halt. Auf keinen Fall...
Das sollte die Gesellschaft entscheiden, ein Mix aus verschiedenen Personengruppen,
würde ich jetzt mal sagen. Aber schwierig. Reaktionsgeschwindigkeit von Gesetzgebung
auf Wissenschaft. Da haben wir es mit dem EuGH-Urteil auf jeden Fall das
Vorsorgeprinzip wurde ja gezogen, auch eine interessante Geschichte. Aber wirkt
sich das nicht.... Das funktioniert eventuell nicht so gut auf Patente und
Monopole durch große Konzerne. Das ist etwas mit dem man sich auseinandersetzen
sollte, liebe Politik! Atomic Gardening ist ok, also radioaktive Quelle ins Feld
und dann mal gucken was passiert und dann ein bisschen weiter kreuzen, aber gezielte
Mutagenese nicht? Das möchte ich als Frage mal diskutiert wissen, dass man das so
nebeneinander stellt. Ich kann sehen, wo da das ethische Problem ist rein auf der
technischen Seite, aber wie wollen wir miteinander argumentieren. Ich möchte
darüber reden. CRISPR Demokratisierungs- und Dezentralisierungspotenzial. Wie kann
man das nutzen? Warum leisten wir uns locked-up science - heute morgen
großartiger Talk, locked-up science, kann ich nur empfehlen. Warum leisten wir uns
Wissenschaft, die hinter einer Paywall liegt und nicht der Allgemeinheit zur
Verfügung stellt, wenn wir solche Themen vor der Brust haben? Und, können wir als
Gesellschaft überhaupt noch diskutieren? Wir haben lange hin und her überlegt, ob
wir ganz ganz viele Antworten ans Ende stellen, aber wir würden auch gerne viel
mehr Antworten geben, aber wir haben auch all diese Fragen. Einige davon
beschäftigen sich mit der Wissenschaft, einige gehen uns alle was an. Wir können
leider nicht viele Antworten geben außer euch zu erklären wie in verschiedenen
Bereichen CRISPR/Cas funktioniert und ich hoffe das haben wir einigermaßen getan.
Herzlichen Dank für Zuhören. CRISPR/Cas ist ein Werkzeug, was wir damit tun,
darüber müssen wir reden. Das war Anna, Katrin, mein Name ist André.
Herzlichen Dank für's Zuhören.
*Applaus*
Angel: Herzlichen Dank, André, Kathrin und Anna. Wir haben noch ein paar Minütchen
für Q&A, für eure Fragen an den Mikrofonen. Kommt schnell zu den
Mikrofonen. Wir haben wenig Zeit, aber ein zwei Fragen kriegen wir noch hin. Mikrofon
drei. Mikrofon 3: Ich hab noch nicht verstanden,
warum mit CRISPR/Cas... jetzt sagen wir mal eine Verbesserung des Menschen nicht
möglich sein soll. Also wenn ich mir jetzt z.B. vorstelle, ich pack in den Embryo ein
zusätzliches Gen für Wachstumshormone, dann könnte der ja sehr wohl größer
werden. Anna: Ja das kann man natürlich machen.
Das Problem ist halt, dass du dann natürlich auch schauen musst, wie geht es
den Menschen dabei. Du hast jetzt beim Menschen relativ lange Generationenfolge
und wenn wir das mal ohne die ganze Ethik diskutieren, dann du schmeißt ein Gen
rein. Du weißt nicht genau was passiert,
wenn du dieses Gen doppelt drin hast, außer dass vielleicht
ein bisschen stärker wird. Und dann musst du halt gucken, okay was passiert jetzt
mit dem Typen. Okay der ist jetzt drei Zentimeter größer geworden oder 20, hat
dafür aber sonstige andere Probleme, weil nicht jedes Protein macht nur das Eine,
sondern die sind immer mit anderen Proteinen wieder verkettet und anderen
Hormonen und machen andere Sachen. Dementsprechend kannst du nicht einfach
irgendwas doppelt reinhauen und dann passiert auch das Doppelte. So
funktioniert Biochemie leider nicht. Angel: Mikrofon Nummer 4.
Mikrofon 4: Ah, sorry, ich seh euch nicht gut.
A: Wir dich auch nicht. Mikrofon 4: Meine Frage ist: Es wurde
häufiger gesagt, das wird uns nicht.....(unverständlich).. Kann ich mir
das zuhause aufbauen? Kann ich zuhause am Genom spielen? Oder reden wir schon über
einen Laborbezug von 50/60 Leuten? Katrin: Also 50/60 ganz sicher nicht. Eher
so vielleicht 5, so ein Team halt. Dollar Beträge hab ich jetzt auch nicht im Kopf,
aber es ist so zum Beispiel in der Richtung, du kannst die Guide-RNA im
Internet bestellen und du kriegst sie nach einer Woche geliefert.
Anna: 2-3 Euro, also die Sequenz. Katrin: Auf jeden Fall in diesem Rahmen:
eine Uniarbeitsgruppe mit einem Prof und 5 Doktoranden oder so machen kann oder wie
in dem Fall in China ein Arzt mit wahrscheinlich einer Handvoll
Krankenschwestern, Krankenpflegern und noch 1-2 anderen Ärzten, die dann mal ein
Jahr lang die Klappe halten können. Und vorher waren es vielleicht eher 50/60
Leute. Aber es ist schon eine Größenordnung billiger.
Angel: Super. Mikrofon 1. Mikrofon 1: Wie kann ich eigentlich bei
einem Organismus kontrollieren, dass es nur großteils in einem Zelltyp stattfindet
oder nur in einem Organ. Gibt es da Möglichkeiten das einzuschränken?
Anna: Also z.B. kannst Du Viren nehmen, die nur bestimmte Zellen befallen. Also
bei dem Phenylketonurie-Paper hat man Adenoviren glaube ich genommen um eben die
Leber gezielt anzugreifen. Wie gezielt das jetzt im Endeffekt war, kann ich nicht
genau sagen. Aber du kannst eben z.B. eben das Virus nehmen, oder Du filterst eben
die bestimmten Zellen heraus. Das kann man Blutzellen gut machen und die dann eben
behandeln. André: Also, vielleicht um das nochmal
einzuschränken: Der wurde jetzt nicht krank gemacht. Also in dem Virus SARS,
CRISPR/Cas ist rein und hat dann das gemacht und man wusste dass der Virus,
das, nur die Leber targeted. Angel: Super, Mikrofon Nummer 2 nehmen wir
noch. Mikrofon Nr. 2: Ja, Danke für den coolen
Talk. Ich wollte mich meinem Vorredner anschließen. Ich habe auch
gesehen dass es so Do-it-yourself Kits zu bestellen gibt mittlerweile,
experimentiert zu Hause, deswegen wollte ich fragen: Was kann man damit realistisch
machen? Kann ich jetzt Bakterien upgraden und in die Umwelt entlassen und ist zu
befürchten, dass das sowas zu einem Problem wird, weil das wird ja nur
einfacher und billiger in Zukunft. Anna: Also ich glaube das ist einer von
diesen beiden Bio Hackern ist das, der das anbietet und das ist von der FDA nicht
zugelassen dieses Paket. Katrin: Das war nicht die Frage, hat
jemand korrekterweise... Anna: Also ja ok, rein theoretisch ist
das, also ich weiß nicht was in diesen Kits jetzt drin ist, aber wenn ich in mein
altes Labor gehe und mir meine alten CRISPR-Sachen hole, dann kann ich da quasi
ein Protein ausknocken, an dem ich gearbeitet habe. Das könnte ich halt schon
versuchen, aber ich muss dann halt auch... Ich kann jetzt per se mit meinen Sachen
nicht in Bakterien gehen, weil die dieses Gen nicht haben, aber ich könnte das
theoretisch zu Hause glaube ich machen. André: Um das vielleicht auch nochmal so
ein bisschen präziser zu machen. Also, es kommt jetzt darauf an, wenn wir jetzt
Superhelden-Bösewicht denken, Superschurke, Insel, Vulkan und so weiter
und so fort. Ich überlege mir jetzt ich möchte ein Todesbakterium züchten. Das ist
jetzt nicht so einfach, also man kann jetzt nicht, sagen wir mal, wenn man nur
die Idee hat: Ich schneide jetzt an drei einfachen Sachen raus. Es kann halt
einfach auch sein, dass dieses Bakterium dann in der Umwelt einfach draufgeht. Das
ist jetzt, das ist tatsächlich nicht so einfach, dass man da jetzt sagt
Angel: Da war die Frage jetzt nicht ganz klar, ganz kurz nochmal.
Mikrofon 2: Ich kann ja Glück haben. Ich kann ja irgendwelchen Unsinn jetzt zu
Hause machen, völlig unqualifiziert und entlasse Sachen in die Umwelt, die nicht
in der Umwelt sein sollten. Ist das realistisch oder ist das sehr
unwahrscheinlich, sowas? André: Es ist sehr unwahrscheinlich, weil
Glück... Die Wahrscheinlichkeit ist, dass du mit zufälligen Sachen da irgendwas
machst, eins zu einer Billion, so? In dem, Größenordnung...?
Anna: Dass die doppelt schneidet, oder? André: ...dass du mit Glück ein Super-
Bakterium, aber ich würde mal gefühlt in dem Bereich müsstest du Glück haben.
Anna: Also du müsstest dich auch schon auskennen: Welche Gene fügst du ein, damit
dieses Bakterium zu einem Super-Bakterium wird. Damit musst du dich eigentlich erst
mal mit Bakterienforschung beschäftigen, wenn du das machen willst. Das wird so ein
paar Jahre dauern das kann man natürlich tun und dann ist halt das Problem, dass
besonders virulente Bakterien meistens sehr schnell töten und dementsprechend
sich nicht weit verbreiten. Das ist dann vielleicht relativ lokal eingedämmt mit
deinem Super-Bakterium. Also die Natur schützt uns ein bisschen, aber per Zufall
was zu erzeugen ist immer sehr schwierig. Das würde ja auch generell die Natur für
uns zufällig machen. Angel: Mit diesem schönen Schlusssatz
nochmal herzlichen Dank an Katrin, Anna und André und nochmal einen Riesen Applaus
für die drei.
*Applaus*
*Abspannmusik*
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