Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung der „genetischen Schere“

Die Chemiewissenschaftler Emmanuelle Charpentier und Jennifer A. Doudna wurden für ihre Forschungen zur Genombearbeitung und die Entdeckung der “genetischen Schere” CRISPR-Cas9 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.

Die Chemiewissenschaftler Emmanuelle Charpentier und Jennifer A. Doudna wurden am Mittwoch mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet. Damit waren sie erst die sechste und siebte Frau, die seit über einem Jahrhundert den Preis gewonnen haben.

Die Forschung des Paares betraf “die Entwicklung einer Methode zur Bearbeitung des Genoms”. Charpentier aus Frankreich arbeitet derzeit in Deutschland, und der Amerikaner Doudna entdeckte 2012 die “genetische Schere” CRISPR-Cas9, ein Durchbruch, der “die Biowissenschaften in eine neue Epoche geführt hat”, sagte das Nobelkomitee.

“Beim diesjährigen Preis geht es darum, den Lebenskodex neu zu schreiben”, sagte das Komitee. Mit dem von den Wissenschaftlern entwickelten Werkzeug kann die DNA von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen mit extrem hoher Präzision verändert werden.

Charpentier ist Leiter des Max-Planck-Instituts für Krankheitserreger in Deutschland. Doudna ist Professorin an der University of California in Berkeley.

CRISPR ist ein molekulares Werkzeug, mit dem Wissenschaftler den genetischen Code von noch lebenden Organismen äußerst präzise ändern können. Es steht für “Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats”, Muster in der DNA, die bereits 1987 entdeckt wurden, aber jahrelang rätselhaft blieben, bis Mitte der 2000er Jahre Beweise dafür auftauchten, dass sie zum Antivirus-Abwehrsystem von Bakterien gehörten. Was geschah, war, dass die Bakterien Abschnitte der DNA von Viren nahmen und sie in ihr eigenes Genom einbauten.

Das von den Bakterien verwendete Enzym hat den Codenamen Cas, und hier kam der entscheidende Durchbruch. 2012 zeigten Teams in den USA und in Europa unter der Leitung von Doudna und Charpentier, wie das Cas-System zu einem universellen Tool zum Ausschneiden und Einfügen für die Bearbeitung von Gensequenzen werden kann.

Lennart Randau von der Philipps-Universität in Marburg bezeichnete CRISPR-Cas9 als eines der “schönsten Beispiele dafür, wie Grundlagenforschung die gesamte Wissenschaftswelt revolutionieren kann”.

Randau leitet die Abteilung für prokaryotische RNA an der Philipps-Universität und sagte Reportern, dass wir jetzt “an einem Punkt sind, an dem wir menschliche DNA sehr spezifisch und schneller als je zuvor spalten können. Wir können ein Gen, das Krankheiten verursacht, nehmen und korrigieren. Das ist das Tolle Auswirkungen der Entdeckung von CRISPR-Cas9 auf die Menschheit. “

Es gibt Unternehmen auf der ganzen Welt, die diese Technologie derzeit in klinischen Studien testen, fügte Randau hinzu und sagte, es sei “sehr wahrscheinlich, dass die Methode innerhalb der nächsten zwei Jahre in zugelassenen medizinischen Verfahren eingesetzt werden könne”.

Eine Anwendung von CRISPR ist besonders nützlich, um die DNA verschiedener Pflanzen und Tiere so zu verändern, dass sie bestimmten Krankheiten oder Viren standhalten können.

CRISPR war auch Gegenstand weit verbreiteter Kontroversen.

Der Vorsitzende des Nobelausschusses für Chemie, Claes Gustaffson, ging indirekt auf die ethischen Fragen ein, die durch die Entdeckung der genetischen Schere entstehen, und warnte, dass die Technologie “mit großer Sorgfalt eingesetzt werden muss”.

Ein Wissenschaftler in China wurde 2019 inhaftiert, weil er die weltweit ersten “gen-editierten Babys” geschaffen hatte. Er Jiankui hatte der Welt im Herbst 2018 bekannt gegeben, dass er die CRISPR-Cas9-Technologie verwendet hatte, um menschliche Embryonen herzustellen, die gegen HIV immun waren. An dem Experiment war eine Frau beteiligt, die bereits erfolgreich genetisch manipulierte Zwillinge zur Welt gebracht hatte.

Ein weiteres Problem in Bezug auf die Technologie ist, was sie mit dem zu verändernden genetischen Material macht. Eine systematische Untersuchung, die 2018 in der Zeitschrift Nature Biotechnology veröffentlicht wurde, dokumentierte signifikante Mutationen sowohl an Maus- als auch an menschlichen Zellen, die mit der CRISPR-Cas9-Technik behandelt wurden.

In einigen Fällen waren die Mutationen so umfangreich, dass die Forscher zu dem Schluss kamen, dass der daraus resultierende genetische Schaden zu potenziell schwerwiegenden Gesundheitsrisiken führen könnte.

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