Dass ich auch gerade ein Thema für eine Projektarbeit suchte, gab mir nun den letzten Anstoß. Diese Projektarbeit kam mir zufällig wieder in die Finger und ich dachte, dass sich vielleicht auch andere dafür interessieren könnten, auch wenn der damalige Hype inzwischen verpufft ist. Ich habe die Arbeit auf eine vertretbare Länge gekürzt und auf den neusten Stand gebracht, daher bitte ich eventuelle Unvollständigkeiten zu entschuldigen.

Einführung in die Gentechnik

Die Gentechnik ist eine Methode, mit deren Hilfe Erbsubstanz über Artgrenzen hinweg gezielt übertragen werden kann. Die Erbsubstanz kann dabei unverändert oder neu kombiniert sein. Neben den natürlich vorkommenden Organismen können auch deren gentechnisch modifizierte Varianten biotechnologisch genutzt werden. Gentechnik ist kein eigenständiges Forschungsgebiet oder eine eigene Produktionstechnologie, sondern eine vielseitig anwendbare Methodik. Wenn jetzt zum ersten Mal die Hoffnung besteht, zahlreiche gesundheits- und lebensbedrohende Krankheiten zu heilen oder deren Verlauf zu verlangsamen, so ist dies vor allem auf die Entwicklung der Gentechnik zurückzuführen.

Die Gentechnik ist ein Begriff, der verschiedenen Methoden umfasst und in verschiedenen Gebieten angewendet wird (Medizin, Tier- und Pflanzengenetik). Diese Methoden sind:

  • Untersuchung (Isolierung und Analyse) genetischen Materials
  • gezielte Veränderung genetischen Materials
  • Einführung des Erbmaterials in verschiedene Lebewesen

Die Gentechnik wird von WissenschaftlerInnen in den verschiedensten Gebieten angewendet, z.B. in der Medizin, um den Ursachen von Krankheiten auf die Spur zu kommen; in der Pflanzengenetik, um zum Beispiel Getreide zu verbessern; in der Tiergenetik, um die Milchleistung von Kühen zu steigern; in der Gerichtsmedizin, bei Vaterschaftsfragen und in der Verbrechensaufklärung. Der Gentechnik sind heute noch Grenzen gesetzt, aber eines der größten ungelösten Probleme auf diesem Gebiet ist das Fehlen an internationalen rechtlichen Grundlagen in vielen Bereichen.

Wirtschaftliche Aspekte

Die wirtschaftliche Bedeutung der Gentechnik ist zentral, aber besonders relevant in der Landwirtschaft (sog. „Grüne Gentechnik“) und im pharmazeutischen Bereich. Eine adäquate Anwendung der Gentechnik könnte zu wesentlichen wirtschaftlichen Vorteilen führen, z. B.: – Senkung der Produktionskosten, z.B. durch Einsparung von Betriebsmitteln, höhere Erträge oder Verringerung der Lagerkosten durch bessere Haltbarkeit

  • Erhöhung der Vermarktungsfähigkeit, z.B. Verbesserung der Inhaltsstoffe, des Erscheinungsbildes des Produktes, sowie der Haltbarkeit
  • Niedrige Preise für die Konsumenten Genetisch veränderte Organismen sowie daraus gewonnene Lebens- und Futtermittel sind in der EU durch folgende Rechtsvorschriften geregelt.

Verordnung (EG) Nr. 1829⁄2003 über genetisch veränderte Lebens- und Futtermittel sowie Richtlinie (EG) Nr. 2001⁄18 über die absichtliche Freisetzung von gentechnisch veränderten Organismen in die Umwelt.

Ethik und Gentechnik

Die Problematik der Ethikdiskussion beginnt und endet bei der Definition von Grenzen. Die heutige Gentechnik liegt in einem Grenzbereich, der sich aus einem Mangel an Definitionen in der Ethik ergibt.

Obwohl es in der Regel einen ethischen und unethischen Grundkonsens gibt, unterscheiden sich ethische Systeme nicht nur von Kultur zu Kultur, sondern dazu kommt noch die „persönliche Ethik“, die jeder Mensch mehr oder weniger bewusst für sich etabliert. Daher ist die ethische Frage in der Gentechnik noch umstrittener.

Beginnt die Unantastbarkeit des Lebens und der Würde des Lebens erst beim Menschen oder bezieht man andere Lebewesen bzw. Tiere und Pflanzen in das ethische System mit ein? Darf man alles veranlassen, was technisch möglich ist?

Während das Pflanzen- und Tierexperiment in der Regel als ein integraler Bestandteil der modernen Naturwissenschaft und Biomedizin anerkannt und daher als eine Voraussetzung für die Entwicklung der Arzneimittelherstellung akzeptiert wird, werden die genetischen Modifikationen in Bereichen der Lebensmittelherstellung weitaus skeptischer beobachtet.

Verfahren

a) Mikroinjektion

Bei der Mikroinjektion wird die DNS durch sehr feine Kapillaren in den Zellkern eingeschleust.

b) „Gen-Kanone“

Mit Hilfe einer sogenannten „Gen-Kanone“ werden DNS-beschichtete Gold- oder Wolframpartikel mit hoher Geschwindigkeit in embryonale Pflanzenzellen geschossen.

c) mit Hilfe des Agrobakterium-Systems

Das Bakterium Agrobakterium tumefaciens enthält ein Plasmid mit sogenannter T-DNA, in die fremde DNA integriert werden kann. Die Pflanzenzellen werden mit dem so veränderten Agrobakterium transformiert, wobei die fremde DNA in die DNA der Pflanzenzelle eingebracht wird.

Aus den bei b) und c) entstandenen transgenen Pflanzenzellen lassen sich anschließend ganze Pflanzen regenerieren.

Was wird verändert?

Von der gentechnischen Veränderung von Nutzpflanzen, über chemikalienresistente und schnell wachsende Nahrungspflanzen sowie Kakaobohnen mit Süßgenen und Ketchup aus gentechnisch veränderten Paradeisern, bis hin zu Turbo- Mikroorganismen, die in 6 Tagen Käse reifen lassen oder fertigen Erdbeerjoghurt erzeugen - alles scheint machbar. Die Vielfalt an verarbeiteten Produkten in der Lebensmittelherstellung scheint ebenfalls unbegrenzt. Beispielsweise Fertiggerichte mit verschiedensten Zusatzstoffen aus gentechnisch veränderten Mikroorganismen.

Mikroorganismen

Von Alters her nutzt der Mensch die Stoffwechselleistungen von Mikroorganismen zur Herstellung, Konservierung und Veredelung von Lebensmitteln, und auch heute bilden Produkte, die durch Fermentation mit Hilfe von Bakterien, Hefen und Pilzen hergestellt werden, einen wesentlichen Bestandteil unserer Ernährung. Bisher erfolgte die Entwicklung von Starterkulturen z.T. recht aufwendig durch Erprobung ausgewählter Organismen direkt im Produktionsprozess. Der Einsatz molekularbiologischer und gentechnischer Methoden, vor allem Hybridisierungstechniken (Verfahren zum Nachweis der DNSIdentität mittels komplementärer Bindung) unter Verwendung spezifischer DNA-Sonden, Restriktionsfragment- und Plasmidprofil-Analysen sowie der Polymerasekettenreaktion (PCR), hat bereits zu wesentlichen Verbesserungen bei der oft schwierigen Identifizierung und Klassifizierung der in den Kulturen enthaltenen Mikroorganismen-Spezies geführt. Darüber hinaus ist es heute möglich, Stoffwechselwege und deren Regulation auf der DNS-Ebene zu untersuchen. Durch die Isolierung und Klonierung zahlreicher Gene, die für die Bildung wichtiger Enzyme verantwortlich sind, wurden die Voraussetzungen dafür geschaffen, die Eigenschaften der Organismen durch gentechnische Modifizierung ihrer DNS gezielt zu verändern und ihnen durch das Einbringen zusätzlicher Gene neue Synthesefähigkeiten zu verleihen.

Enzyme

Von weitaus größerer Bedeutung ist jedoch die fermentative Gewinnung von Enzymen, für die es ein breites Spektrum von Anwendungsgebieten gibt. Enzym- Präparationen aus unterschiedlichen Organismen werden bei der Produktion und Verarbeitung einer Vielzahl von Lebensmitteln eingesetzt, vor allem bei der Herstellung von Mehl, Brot und Backwaren, Käse und anderen Milchprodukten, Fruchtsäften, Wein und Bier sowie in der Stärke und Fleisch verarbeitenden Industrie.

Häufig bestimmt ein einziger enzymatischer Schritt die Geschwindigkeit des gesamten Synthesewegs für die Bildung einer Substanz. Durch das Einbringen mehrerer Kopien des Gens, das dieses Enzym codiert, kann die Zelle veranlasst werden, größere Mengen des Enzyms zu synthetisieren.

Beispiel: Die „Flavr Savr“-Tomate

Das erste Beispiel für eine Verbesserung der Produktqualität mit Hilfe der Gentechnik ist die „Flavr Savr“-Tomate (zu deutsch: Aromabewahrer), die 1994 in den USA auf den Markt gebracht wurde. Das Ziel der gentechnischen Modifizierung war es, dass die Tomaten das volle Aroma entwickeln. Gleichzeitig sollte aber der mit der Reifung ebenfalls beginnende Verrottungsprozess verlangsamt werden, damit die Früchte den unter Umständen langen Weg bis zu den Verkaufsregalen unbeschädigt überstehen. Um die verbesserte Qualität zu erreichen, wurde ein Gen der Tomate inaktiviert, das für die Bildung des an der Zellwanddegradierung beteiligten Enzyms Polygalakturonase (PG) verantwortlich ist. Dadurch wird verhindert, dass das PG-Enzym von den Tomatenzellen hergestellt wird und blockiert somit den Zellwandabbau. Da dieser Blockierungsprozess, wie alle biologischen Prozesse, kein hundertprozentiger ist, wird der Zellwandabbau nicht vollständig verhindert, sondern nur verlangsamt. Die gentechnisch veränderten Tomaten halten deshalb länger, auch wenn sie reif geerntet werden.

Ziele

Die wesentlichen Ziele bei der Optimierung von Starterkulturen sind:

  • Erhöhung der Prozess - und Produktsicherheit
  • Reduzierung hygienischer Risiken
  • Verbesserung der Prozessführung, d.h. Steigerung der Effizienz, Vereinfachung des mikrobiologischen Geschehens, wirtschaftliche und umweltfreundliche Produktion
  • Erhöhung der Produktqualität z.B. durch Steigerung des ernährungsphysiologischen Wertes
  • Erschließung neuer Produkte

Pilze und Aktinomyzeten, insbesondere die Gattung Streptomyces, aber auch Bakterien, z.B. Streptococcus, bilden Stoffwechselprodukte, die das Wachstum anderer Organismen hemmen. Das Einbringen von Genen für die Synthese solcher antibiotisch wirksamen Substanzen in Fermentationsorganismen oder die Steigerung der Expressionsrate bereits vorhandener Gene kann die Vermehrung unerwünschter Organismen hemmen und damit zur Produktion hygienisch sicherer Produkte mit längerer Haltbarkeit führen.

Kennzeichnung/Etikettierung

Die Verordnung der Europäischen Kommission enthält Etikettierungsvorschriften zur Kennzeichnung von Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten, deren Zusatzstoffe und Aromen aus gentechnisch veränderten Organismen hergestellt wurden oder solche enthalten.

Das Etikett muss bestimmte Informationen für den Verbraucher enthalten:

  • Zusammensetzung
  • Nährwert oder nutritive Wirkung
  • Verwendungszweck der Aromen und Zusatzstoffe

Als nicht gleichwertig werden Aromen und Zusatzstoffe bezeichnet, wenn Stoffe vorhanden sind, die in bereits vorhandenen Zusatzstoffen und Aromen nicht vorkommen und die Gesundheit bestimmter Bevölkerungsgruppen beeinflussen können, gegen die ethische Vorbehalte bestehen, die Organismen enthalten oder aus einem Organismus bestehen, der gentechnisch verändert wurde und wenn Unterschiede zu konventionellen Aromen bzw. Zusatzstoffen bestehen. Hierbei sind jedoch Grenzwerte und natürliche Schwankungen zu berücksichtigen.

Bei Produkten ohne Zutatenliste muss die Angabe deutlich auf dem Etikett zu sehen sein und auf Zutatenlisten muss nach dem Aroma bzw. Zusatzstoff die Angabe „gentechnisch verändert“ erscheinen.

Andersherum gibt es auch eine „Novel-Food“-Verordnung, die es durch entsprechende Etikettierung ermöglicht den Verbraucher darauf hinzuweisen, dass das betreffende Erzeugnis kein neuartiges Lebensmittel ist und kein entsprechendes Verfahren angewendet wurde. Seit 1998 können diese Lebensmittel mit dem Hinweis „ohne Gentechnik“ versehen werden.

Was muss gekennzeichnet werden?

Kennzeichnungspflichtig sind alle gentechnisch veränderten Lebensmittel, unabhängig davon ob die “Anwendung der Gentechnik” nachweisbar ist oder nicht. Hierzu zählen gentechnisch veränderte Pflanzen, Saatgut und Lebensmittel, sowie Lebensmittel und Lebensmittelzusatzstoffe/-aromastoffe die aus gentechnisch veränderten Organismen hergestellt wurden.

Außerdem noch gentechnisch veränderte Futtermittel, Futtermittel und -zusatzstoffe, die aus gentechnisch veränderten Organismen hergestellt wurden. Des weiteren noch Lebensmittel, die mit Hilfe von gentechnisch veränderten Enzymen hergestellt und Lebensmittel von Tieren, die mit gentechnisch veränderten Futtermitteln gefüttert wurden.

Ausgenommen von der Kennzeichnungspflicht sind lediglich Produkte mit technisch unvermeidbaren Spuren von gentechnisch veränderten Organismen, die während des Anbaus, des Transports oder der Verarbeitung in das Produkt gelangt sind. Neue gentechnisch veränderte Organismen werden lange und sorgfältig überprüft. Es gelten sehr strenge Auflagen und vor dem Inverkehrbringen laufen zahlreiche gründliche Untersuchungen ab.

Die Sicherheitsbewertung von Lebens- und Futtermitteln auf nationaler Ebene obliegt dem Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR). Hier wird das gentechnisch veränderte Produkt auf der Basis der vom Hersteller eingereichten Unterlagen mit dem konventionellen Ausgangsprodukt verglichen und auf seine ernährungsphysiologischen Eigenschaften, aber auch auf mögliche giftige oder allergene Inhaltsstoffe überprüft. Werden Unterschiede zu herkömmlichen Lebensmitteln festgestellt, wird in Abhängigkeit von deren Art und Umfang entschieden, welche weitergehenden Untersuchungen notwendig sind, um die gesundheitliche Unbedenklichkeit des Produkts zu belegen. Eine Zulassung kann nur dann erteilt werden, wenn keine gesundheitlichen Bedenken mehr bestehen.

Folgende Lebensmittel sind unter anderem auf dem Markt:

  • „Amaretto-Riegel“, Diätriegel (aus g.v. Sojabohnen hergestellt)
  • „Formula 1“, Instant-Getränkepulver (aus g.v. Sojabohnen und Mais hergestellt)
  • „Zink“, Nahrungsergänzungstablette (Maisstärke aus genverändertem Material)

Nach eingehender Beschäftigung mit diesem Thema bin ich für mich persönlich zu dem Schluss gekommen, dass kein grundlegendes Risiko von gentechnisch veränderten Organismen ausgeht.

Für die bisher gezüchteten gentechnisch veränderten Pflanzen sind nach eingehender Prüfung und Bewertung sowie auch bei der langjährigen Anwendung in vielen Ländern (z.b. USA) keine Risiken für Mensch und Tiere erkennbar geworden.

Ich würde entsprechenden Lebensmittel durchaus kaufen und sehe in dieser Technik ein großes Potenzial.

Allerdings bleibt weiterhin die Frage nach der Ethik und der weiteren Entwicklung (vor allem in der Medizin) bestehen, weswegen man der ganzen Sache weiterhin mit einer gewissen Skepsis gegenüber stehen sollte.

Man sollte bei diesem Thema keine allgemeingültigen Schlussfolgerungen ziehen, sondern immer eine Einzelfallbetrachtung vornehmen.

Bei der Gentherapie z.B. bestehen zur Zeit noch große Risiken. So hat eine Studie in Frankreich an Kindern mit einer Erbkrankheit gezeigt, dass zwar der genetische Defekt z.T. behoben wurde, dafür bekam ein Patient allerdings Leukämie.

Quellen

Interview und Materialien von Dr. Pöting, Expertin für Gentechnik http://www.bfr.bund.de/search/search.php?words=Gentechnik&x=0&y=0

www.seco-admin.ch

www.transgen.de/Aktuell/Hintergrund/koexistenz.html

Zusammenfassende Information des Paul-Ehrlich-Instituts zur Unterbrechung klinischer Gentherapie-Studien nach Leukämiefall in Frankreich http://www.pei.de/nn_158148/DE/infos/fachkreise/genther-fach/fazit-genther.html

Studien:

1) Séralini G.-E., Cellier, D., Spiroux de Vendomois, J. (2007): New Analysis of a Rat Feeding Study with a Genetically Modified Maize Reveals Signs of Hepatorenal Toxicity. Arch. Environ. Contam. Toxicol., Online-First Ausgabe 13 März 2007

http://www.springerlink.com/content/02648wu132m07804/fulltext.html

2) EFSA: Opinions of the Scientific Panel on GMO on MON 863 maize (2004) The Potential Risks Arising from Nanoscience and Nanotechnologies on Food and Feed Safety (2009)

http://www.efsa.europa.eu/en/science/gmo/gmo_opinions/381.html

http://www.efsa.europa.eu/en/science/gmo/gmo_opinions/383.html

3) AFSSA: Avis de l’Agence française de sécurité sanitaire des aliments sur les compléments d’information en réponse aux objections des Etats membres concernant la mise sur le marché de grains et produits dérivés de grains de maÏs de la lignée MON863 et du maÏs hybride MON863xMON810 résistants aux insectes au titre dü règlement (CE) 258⁄97 relatif aux nouveaux aliments et aux nouveaux ingrédients alimentaires.Saisine no 2003-SA-0325, 2 décembre 2003

http://www.afssa.fr/Ftp/Afssa/22026-22027.pdf

4) 31. Fu, T-J., Abbott, U.R., Hatzos, C. (2002). Digestibility of food allergens and non allergenic proteins in simulated gastric fluid and simulated intestinal fluid – a comparative study. J. Agric. Food Chem.; 50(24): 7154-60.