Wir stehen vor einem außergewöhnlichen Durchbruch in der synthetischen Biologie. CRISPR-Cas9, eine 2014 entdeckte Technologie zur Bearbeitung des Genoms, steht an der Spitze dieses Durchbruchs. Wir sollen Probleme mit Ernährung, Krankheit, Genetik lösen und - was am interessantesten ist - das menschliche Genom zum Besseren verändern. Um uns besser, schneller, stärker und intelligenter zu machen: Dies ist eine Chance, uns schneller neu zu gestalten, als natürliche Selektion und Evolution zur Besinnung kommen.
Natürlich warnen viele Experten vor den Gefahren dieser neuen Möglichkeiten. Ein riesiger Geldstrom fließt in Biotech-Startups, und das Rennen nach oben kann scharfe Ecken abschneiden. Im Jahr 2017 haben Wissenschaftler einen ausgestorbenen Stamm des tödlichen Pferdevirus wiederbelebt. CRISPR kann dazu beitragen, verdeckte biologische Waffen wie Pocken herzustellen oder bestehende Krankheiten wie Ebola zu verbessern, was sie zu einem Albtraum für Epidemiologen macht.
Bei Durchbrüchen, die wie Science-Fiction erscheinen, kann die Aufgabe, Hype von Realität zu unterscheiden, überwältigend erscheinen. Dies muss jedoch insbesondere von Menschen getan werden, die weit von der Wissenschaft entfernt sind. Wie können die potenziellen Risiken und Vorteile realistisch bewertet werden? Neue Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern aus den USA und Großbritannien, die kürzlich in eLifeSciences veröffentlicht wurden, werfen ein Licht auf mindestens 20 Fragen der Biotechnik.
Die Forscher analysierten 20 Entwicklungsrichtungen in verschiedenen Zeithorizonten: die nächsten fünf Jahre, die nächsten zehn Jahre und mehr als zehn Jahre. Ein Durchbruch in der künstlichen Photosynthese wird in den nächsten fünf Jahren erwartet. Da Pflanzen Kohlendioxid in Kraftstoff umwandeln können, könnte die künstliche Photosynthese für die Energiekrise und den Kampf gegen den Klimawandel von entscheidender Bedeutung sein. Während jedes Schema zur Entfernung von Kohlendioxid im Kampf gegen das Klima riesig sein wird, haben neuere Forschungen gezeigt, dass künstliche Photosynthese CO2 effizienter als Pflanzen reduzieren und in Methanol als Kraftstoff umwandeln kann.
Wir haben keine landwirtschaftlichen Flächen mehr, da die Weltbevölkerung weiter wächst. Eine neue grüne Revolution ist notwendig, um die Welt zu ernähren. Die Antwort ist, die natürliche Photosynthese durch genetische Veränderung zu verbessern, so wie das C4-Gen in Reis aktiviert wurde. Es erhöhte die Reisernte um 50% und da Reis eine kolossale Kalorienquelle ist, ist dies ein sehr starker Durchbruch.
Die Forscher erwarten auch, dass in den nächsten fünf Jahren ernsthafte Kontroversen beginnen werden. Der erste betrifft die Ethik der Genmanipulation, die zur Entstehung einer Population mit neuen Merkmalen führt. Bei Insekten wie Mücken verbreiten sich diese Gene sehr schnell, und die Menschen planen, sie zu verwenden, um Mücken unfruchtbar zu machen. Dies kann Ökosysteme schädigen und zu unbeabsichtigten Folgen führen. Können wir einen Weg finden, die Entscheidung zur Geneditierung umzukehren, bevor sie sich auf Generationen ausbreitet? Skeptiker bezweifeln es.
Eine weitere Kontroverse wird sich in den nächsten fünf Jahren entwickeln: Wie bequem wird es sein, das menschliche Genom zu bearbeiten? Wissenschaftler stellen fest, dass unsere Fähigkeit, das menschliche Genom zu bearbeiten, unser Verständnis der Funktionen dieser Gene übertroffen hat. Frühere Forschungen befassten sich im Wesentlichen mit statistischen Korrelationen zwischen genetischen Bedingungen und der Vererbung bestimmter Gene. Vielleicht können wir durch sorgfältige Bearbeitung Experimente durchführen, die die Geheimnisse unserer eigenen DNA enthüllen. Am Ende haben wir gelernt, wie man die Mäuse von der Huntington-Krankheit befreit.
Aber es kommt einfach so vor, dass das Experimentieren mit Menschen eine Reihe einzigartiger ethischer Probleme mit sich bringt, und Wissenschaftler stellen fest, dass die Regierungen der Welt es nicht besonders eilig haben, mit ihnen umzugehen - und China wird völlig vernachlässigt.
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Mittelfristig sind Wissenschaftler besorgt über die Entstehung immer ausgefeilterer Bioengineering-Methoden. Vielleicht können wir in fünf bis zehn Jahren ganze Ersatzorgane schaffen, indem wir mit Genen experimentieren. In den letzten Jahren hat Tissue Engineering gelernt, wie man Blasen, Hüften, Vagina, Luftröhre, Venen, Arterien, Ohren, Haut, Kniemeniskus und Herzpflaster erzeugt oder wachsen lässt.
Die Reparatur eines gebrochenen Herzens mag nach der idealen Anwendung der Biotechnologie klingen, und da Tierversuche weiterhin zeigen, dass die erzeugten Gewebe sehr erfolgreich implantiert werden können, ist die Aussicht mehr als real. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass es billig ist. Würde dies nicht auch die bereits bestehende Gesundheitslücke verschärfen, in der reiche Menschen ihr Leben verlängern können, indem sie Organe ersetzen, während andere dies nicht können?
Diese Methoden können einen besonderen Einfluss auf die Herstellung von Arzneimitteln haben. Impfstoffe sind ein leuchtendes Beispiel. Viele Impfstoffe werden heute aus Hühnereiern hergestellt, genau wie vor 70 Jahren. Wie erwartet hat diese alte Methode ihre Grenzen; Die wichtigsten Stämme des Virus müssen Monate vor ihrer tatsächlichen Ausbreitung gefunden werden, da die Herstellung eines Impfstoffs auch mehrere Monate dauert. DARPA sponsert ein Unternehmen, das jeden Monat versucht, zig Millionen Grippeimpfstoffe herzustellen. Wenn wir versuchen, eine andere Pandemie zu überholen, die das Leben von Millionen Menschen fordern könnte, müssen wir einfach an den Technologien arbeiten, die uns dies ermöglichen.
Aber je mehr Menschen da sind, desto mehr Risiken treten auf. Durch Bioengineering können illegale Drogen hergestellt werden. Schlimmer noch, die Aussicht auf ein biotechnologisch hergestelltes Supervirus, das absichtlich oder unbeabsichtigt erzeugt wurde. Genetische Informationen könnten die neue Währung sein. So wie ein Algorithmus heute Millionen kosten oder Chaos verursachen kann, müssen die Gene von morgen mit allen Mitteln geschützt werden. Die Folgen eines gehackten Computers können frustrierend sein. Die Folgen des Hackens einer Person können viel schlimmer sein.
Ilya Khel
