Der Wettlauf um die Gene

DNA-Entzifferung: Das Humangenom-Projekt wird demnächst die gesamte menschliche DNA entschlüsselt haben. Der Unternehmer Craig Venter möchte vorher noch Patente für die wichtigsten Gene anmelden - was selbst Präsident Clinton auf den Plan ruft.

Johann Kneihs | aus HEUREKA 1/00 vom 23.02.2000

Am 2. Dezember 1999 wurde in Cambridge/GB wieder einmal Wissenschaftsgeschichte geschrieben. An diesem Tag kam die Meldung, dass am Sanger Centre (siehe Kasten) erstmals die DNA eines menschlichen Chromosoms komplett bestimmt bzw. sequenziert worden war. Die Wissenschaftszeitschrift Nature schmückte aus diesem Anlass ihre Titelseite prompt mit einem Ausschnitt aus Michelangelos Bild "Die Erschaffung Adams". Erhaben ging es auch im Blattinneren weiter. Zu Beginn des dritten Jahrtausends werde ein neues Buch geschrieben, das unsere Wahrnehmung von uns selbst so gründlich verändern werde wie die großen religiösen Schriften und Charles Darwins "Origin of Species".

Das mag allzu pathetisch klingen. Faktum jedenfalls ist, dass das Humangenom-Projekt (HGP) eine der ehrgeizigsten wissenschaftlichen Anstrengungen ist, die je unternommen wurden. 15 große und viele kleine Forschungsstätten in aller Welt sind dabei, die Reihenfolge von mehr als drei Milliarden Basen zu identifizieren. Wäre jedes Basenpaar ein Buchstabe, bräuchte man eine Million Buchseiten, um die DNA einmal aufzuschreiben. Selbst Fachleute hatten die schiere Durchführbarkeit des Vorhabens bezweifelt, als das Projekt im Oktober 1990 anlief. Denn die Sequenzierverfahren waren noch so langsam, dass bei gleichbleibender Geschwindigkeit ein Ende erst in tausend Jahren absehbar schien.

Die beteiligten Genetiker setzten jedoch auf kommende technische Verbesserungen und veranschlagten die Laufzeit auf 15 Jahre, die Kosten auf 3 Milliarden Dollar. Sie behielten Recht: 2002/3, zwei bis drei Jahre früher als geplant, wird wahrscheinlich die vollständige Abfolge der menschlichen DNA feststehen - unter Angabe von Ort und Funktion (soweit bekannt) aller bis dahin identifizierten Gene, also jener 100-120.000 Abschnitte der DNA, die tatsächlich Information enthalten. Die Gene machen vermutlich bloß drei bis fünf Prozent der DNA aus; der Rest, so genannte "Junk DNA", gilt als funktionslos.

Schon im Frühjahr dieses Jahres soll die Rohsequenz veröffentlicht werden. Die Eile hat einen Grund. Im August 1998 warf der Genetiker Craig Venter, zunächst am öffentlichen Genomprojekt beteiligt, diesem den Fehdehandschuh hin (siehe S. 18). Noch im selben Jahr trat er mit seiner Firma Celera Genomics an, um innerhalb von drei Jahren das gesamte menschliche Genom zu entziffern und die kommerziell vielversprechendsten fünf Prozent aller Gene patentieren zu lassen. Anfang dieses Jahres verlautbarte Celera (nomen est omen), man habe bereits über 90 Prozent des Genoms sequenziert.

Dennoch räumen viele Genetiker dem öffentlichen Projekt gute Chancen ein, den Wettlauf zu gewinnen. Denn beim HGP hat man zunächst genaue physikalische Landkarten der DNA erstellt, auf die sich die sequenzierten Abschnitte gut zuordnen lassen sollten.

Alle Ergebnisse sofort zu veröffentlichen und auf alle Patentansprüche zu verzichten, ist integraler Bestandteil des öffentlichen HGPs, festgehalten im so genannten "Bermuda Agreement", das nicht einfach durchzusetzen war, erinnert sich die Genetikerin Annemarie Frischauf (Universität Salzburg), von Anfang an Mitglied der Human Genome Organisation (Hugo), die das öffentliche Projekt koordiniert.

Leichter fiel es da schon, die Chromosomen zur Bearbeitung aufzuteilen. Der größte Teil der DNA wird in den USA sequenziert; der bedeutendste einzelne Sequenzier-Standort ist das Sanger Centre in Cambridge. Deutschland beteiligt sich seit 1995 mit vergleichsweise bescheidenen 280 Millionen Schilling jährlich an der Entschlüsselung von Chromosom 21. Österreich ist überhaupt nicht am HGP beteiligt.

Das Humangenomprojekt ist das erste international koordinierte Großprojekt in der Biologie. "Manhattan II" wurde es genannt, in Anspielung auf den Bau der Atombombe. Tatsächlich begann auch das Genomprojekt unter anderem in den Laboratorien von Los Alamos. Denn US-amerikanische Regierungsbehörden waren besorgt, dass Überlebende von Hiroshima oder den Agent Orange-Einsätzen im Vietnamkrieg die USA wegen Schädigung des Erbguts klagen könnten. Um das bestätigen oder ausschließen zu können, müsste man gesundes Erbgut zum Vergleich heranziehen können - deshalb übernahm zunächst auch das für Atomfragen zuständige Department of Energy beim HGP die Federführung, ehe die National Institutes of Health mehrheitlich die Finanzierung in den USA übernahmen.

Die Ablehnung von "big science" mag einer der Gründe für Skepsis und Widerstand in den Reihen des eigenen Fachs gewesen sein - einer Disziplin, in der traditionell eigenständiges Arbeiten bevorzugt wurde. Craig Venters Firma Celera hat die gespaltene Scientific Community jedenfalls wieder zusammengeschweißt. Dass Teile der menschlichen DNA patentiert werden könnten, ruft nicht nur bei Bio-Ethikern Frösteln hervor, sondern stößt auch bei Forschern und Firmen auf Ablehnung. Für viele sei die Patentierung des Genoms "so absurd wie die Patentierung des Alphabets", sagt stellvertretend für viele Klaus Willgenbus von Boehringer-Ingelheim.

Celeras Schnellschüsse könnten nach hinten losgehen. In den USA fordern Stimmen die Übernahme der europäischen Regelungen, die keine Patente auf DNA vorsehen. Die Frage hat auch das Interesse von Präsident Clinton geweckt. Der sprach sich am 10. Februar 2000 prompt für einen öffentlichen Zugang zum genetischen Code aus, und in seiner State of the Union-Ansprache meinte er kürzlich: "Es ist für alle Amerikaner wichtig zu erkennen, dass Ihre Steuergelder diese Forschungen unterstützt haben und dass diese und andere weise Investitionen in die Wissenschaft zu einer Revolution in der Erkennung, Behandlung und Vorsorge von Krankheiten führen werden."

Eine medizinische Revolution also? Das Genomprojekt ist ein Meilenstein, doch nach seinem Abschluss wartet noch ein Vielfaches an Arbeit, will man die noch ungelösten Fragen beantworten: nach Struktur und Funktion ungezählter Proteine, für welche die DNA nur die Aminosäurensequenz angibt, sowie nach der Interaktion vieler Tausender Gene in den Zellen und im gesamten Organismus. Die ist methodisch wie konzeptuell derzeit kaum zu erfassen.

Das Schlagwort von der DNA-"Entschlüsselung" täuscht also darüber hinweg, dass vieles noch für Jahrzehnte unzugänglich bleiben wird. Es ist eher ein Anfang gemacht, als ein Ende erreicht.

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