Biologie: Was steckt hinter CRISPR/Cas9?

00:00:00: Einfach unterrichten, der Podcast von Friedrich Plus aus dem Friedrich-Verlag. Wir bringen

00:00:09: innovativen Unterricht für Lehrkräfte auf den Punkt. Willkommen beim Podcast "Einfach unterrichten

00:00:17: vom Friedrich-Verlag". Dieses Mal mit dem spannenden Thema Grisba-Cast. Davon hat man ja vielleicht in

00:00:22: den letzten Jahren schon einiges gehört. Wir wollen uns heute ein bisschen näher damit beschäftigen,

00:00:26: was steckt eigentlich dahinter, was bedeutet es, vor allem auch für den Unterricht. Wie können

00:00:31: wir es dort einbauen? Wir besprechen wieder einmal fünf Bandetesen zu diesem Thema. Ich bin wieder

00:00:38: eure Moderatorin, Christina Wurst vom Institut für Digitales Lernen und treffe dieses Podcast die

00:00:43: Menschen hinter den Unterrichtsidien des Friedrich-Verlags. Heute habe ich sogar zwei Gäste,

00:00:47: einmal Wolfgang Ruppert, Gymnasiallehrer im Urstand für Biologie, Geschichte und Politik und Monika

00:00:55: Aufleger. Früher auch Biologie und Chemielehrern und nun als Fachdetaktlegerin an der Uni München

00:01:01: in der Lehrerbildung tätig. Schön, dass ihr da seid. Hallo. Hallo. Okay, dann fangen wir doch einfach

00:01:06: mal ganz vorne an. Was ist denn Grisba-Cast ganz kurz gesagt? Grisba ist eine natürliche

00:01:12: Abkürzung. Die Abkürzung steht für Clustered Regularly Inter-Space Short Calendromic Repeats,

00:01:20: also ein richtiges Wort und Getömen. Die Max-Bank-Gesellschaft hat als Übersetzung vorgeschlagen,

00:01:26: gehäuft auftretende regelmäßig unterbrochene kurze Palindrom-Wiederholungen. Ist auch nicht

00:01:32: viel besser. Also worum geht es eigentlich? Es geht darum, dass im Genom von Bakterien,

00:01:39: DNA Sequenzen vorhanden sind, die, wie man dann irgendwann im Laufe der Untersuchung der

00:01:45: Erforschung dieses Systems festgestellt hat, von Viren stammen, die diese Bakterien mal

00:01:51: befallen haben und die Bakterien legen in ihrem Genom eine Art Bibliothek von stattgefundenen

00:01:58: Virusinfektionen an, um sich dann, wenn sie mit demselben Virus infiziert werden, dagegen wieder

00:02:04: erfolgreich wären zu können. Das ist kurz gefasst Grisba. Und Cast ist einfach übersetzt, also das

00:02:12: Kürzel für Cast Associated. Das sind Proteine bzw. Ligene für diese Proteine, die eben dann diesen

00:02:20: Prozess der Zerstörung der Viren-DNA leisten. Es hat man ja in den letzten Jahren viel darüber

00:02:28: gehört, aber eher nicht, weil uns das sehr interessiert, wie Bakterien wir bekämpfen. Was genau

00:02:33: macht Grisba Cast dann so bedeutend für uns als Menschen? Wie könnte das denn unser Leben in

00:02:38: Zukunft verändern? Das Spannende an Grisba Cast ist ja, es wurde in Bakterien entdeckt, aber es

00:02:44: funktioniert erstaunlicherweise bei sämtlichen Organismen, das heißt bei Tieren, bei Pflanzen und

00:02:51: auch sogar bei uns Menschen. Also diese Art der Zerstörung der DNA, die dann dazu führt, dass

00:02:58: die DNA vom System selber neu repariert werden muss und dann können da entweder Gene eingefügt

00:03:04: werden oder es können Gene ausgeschaltet werden, das ist sozusagen universell. Und das herausgefunden

00:03:10: zu haben, das ist ja das besondere Privileg unserer beiden Nobelpreisträgerinnen und die haben dann

00:03:16: auch gleich sozusagen methodischen Schuld gewagt, wie man das jetzt auch anwenden kann. Und das ist

00:03:23: das Spannende an Grisba Cast, das ist universell. Das Besondere ist, dass das Grisba Cast aus meiner

00:03:29: Perspektive eben die Methode ist, indem ich, ja die wird sicherlich die Zukunft der Gentechnik prägen,

00:03:36: es in allen Laboren inzwischen präsent ist vergleichsweise einfach durchzuführen und kann

00:03:45: eben dieses Genome Addictin, diese Veränderung der Gene, das ist besonders gut mit Grisba Cast zu

00:03:53: planen und durchzuführen und im Grunde auch sehr viel sicherer als mit allen bisherigen Methoden,

00:03:59: das heißt alles was wir an der Gene Veränderung, Gentechnik verstanden haben wird zukünftig

00:04:04: sicherlich ganz viel mit dieser Methode stattfinden und ja, das verändert in ganz,

00:04:10: ganz vielen Bereichen, das verändert bei Züchtungsmethoden in den Pflanzenwissenschaften oder auch

00:04:17: bei den Tieren, das verändert auch die Medizin, es gibt ganz unterschiedliche Ansätze und es

00:04:26: verändert auch vielleicht sogar ökologische Zusammenhänge, auch da wird, wird drüber nachgedacht,

00:04:33: wie man ganze Populationen genetisch verändern. Und jetzt haben wir gerade schon gehört zu

00:04:39: rechtwillig für so eine bahnbrechende Entdeckung vor ein paar Jahren, nämlich 2020, der Nobelpreis

00:04:44: vergeben, aber das erfolgt ja meist erst ein paar Jahre später, wann genau geschadet diese

00:04:49: Entdeckung eigentlich? Ja, das Nobelpreiskomitee hat bei der Presseverlautbarung leider ein

00:04:56: kleinen Vorpapagang und hat geschrieben, Manuel Chappontier und Jennifer Daunder, also die beiden

00:05:02: Nobelpreis-Drägerinnen hätten Chris Bacass entdeckt, das ist aber definitiv nicht der Fall,

00:05:07: sondern die Entdeckungsgeschichte geht, wenn man von der Publikation 2012 von den beiden Damen

00:05:13: ausgeht, die dann zum Nobelpreis geführt hat, rückwirkend von diesem Datum aus 2012 ist,

00:05:21: ist die Forschung, die Erforschung von Chris Bacass hat die 25 Jahre gedauert. Also der erste

00:05:27: Wissenschaftler, der Chris Bacass Sequenzen in der DNA gefunden hat, war ein Japaner und das

00:05:33: war im Jahr 1987 und der konnte sich damals überhaupt keinen Reim darauf machen, worum es sich

00:05:41: dabei überhaupt handelt, weil er es auch bei anderen Bakterien nicht gesehen hat. Sein Doktor

00:05:47: Vater hat dann zwei Jahre später gezeigt, dass das auch tatsächlich bei anderen Bakterien und bei

00:05:53: den sogenannten Arschäen vorkommt. Also die sind ja zwei Gruppen, die relativ ähnlich sind, die

00:05:59: aber trotzdem getrennt taxonomisch behandelt werden und man weiß heute, dass ungefähr 90

00:06:06: Prozent aller Arschäen und 50 Prozent aller Bakterien über so ein System verfügen. Das Besondere

00:06:13: bei dieser Entdeckungsgeschichte war ja auch die Überraschung, dass die Bakterien am Grunde ein

00:06:20: adaptives Immunsystem besitzen. Ganz vergleichbar im Grunde von der Grundidee her, wie es auch

00:06:27: bei Menschen vorfinden. Also Bakterien wehren sich gegen Krankheitserreger, in dem Fall sind

00:06:35: sogenannte Bakteriophage, also Viren, die die Bakterien befallen und dieses adaptive, also dieses

00:06:44: anpassungsfähige Immunsystem. Das hat also diese Fähigkeiten, dass es absolut spezifisch ist,

00:06:52: gegen diese spezifischen Virenerreger, je nach Sorte und dass es ein Gedächtnis hat. Das ist

00:07:02: praktisch gespeichert in diesen sogenannten CRISPR-Lokos. Also sich merkt, mit welchen Viren es

00:07:08: bereits befallen wurde, mit welchen besonderen Typen und das nächste Mal bei der nächsten

00:07:14: Infektion also schneller und präziser reagiert und so verhindert, dass das zu einem Zerstörung des

00:07:24: Bakteriums schlussendlich kommt. Es gäbe noch eine kleine Anekdote zum Nobelpreis. Der Nobelpreis

00:07:29: wurde ja an Jennifer Daundler und Emmanuel Chabronier aufgrund ihrer Publikation in 2012

00:07:37: erliehen. Und das Kuriose ist, dass ein Wissenschaftler aus Litauen im gleichen Jahr, die

00:07:46: gleiche Idee hatte wie die beiden, nur ist seine Publikation ein paar Monate später erschienen,

00:07:52: er hatte nämlich Pech. Die erste Zeitschrift, die Zeitschrift Zell, hat seinen Beitrag von

00:07:57: vornherein abgelehnt und hat gesagt, es geht so. Und dann hat er das bei der zweiten Zeitschrift

00:08:02: besucht, die hat dann den Beitrag zwar angenommen, hat es aber durch ein langes Review laufen lassen

00:08:07: und deswegen ist sein Beitrag ein paar Monate später erschienen, sonst wäre unter Umständen

00:08:12: Ergernobelpreis reger geworden. Ja, schon traurig, wie es durch meine Wissenschaft läuft. Also die

00:08:18: Geschichte fand ich besonders spannend. Es gibt ja, glaube ich, auch in der Fürstik einige Begriffe,

00:08:23: für die Doppelnahm tragen wir einfach zwei Leute gleichzeitig unabhängig voneinander, die

00:08:27: selber Entdeckung gemacht haben. Das gibt es ja, das gab es auch im Zusammenhang mit CRISPR-Cas,

00:08:33: also die Entdeckung, dass diese Sequenzen, die in dem CRISPR-Locus niedergelegt sind,

00:08:39: tatsächlich von Viren, von Außenstammen, das haben drei verschiedene Arbeitsgruppen im Jahr

00:08:44: 2005 parallel unabhängig voneinander entdeckt. Am Ende kennt man trotzdem meist nur ein, zwei

00:08:50: Narben, was natürlich sehr schade ist, weil das verschleint natürlich so ein bisschen das,

00:08:55: was wir gerade schon gehört haben, dass es nicht ein Entdeckerteam gibt, sondern das ist eigentlich

00:08:58: immer, so dieses Prinzip auf den, ich sag mal, auf den Schultern von Riesen wird ja Forschung

00:09:04: aufgebaut und das ist eigentlich auch etwas, was man fast in der Schule mal ein bisschen öfters

00:09:08: thematisieren sollte, dass nicht dieses eine Genie oder zwei Genies gibt, die plötzlich eine

00:09:13: bahnbrechende Neuentdeckung machen, sondern dass man natürlich immer darauf aufbaut, was die Teams

00:09:19: vor einem geleistet haben oder vielleicht sogar gleichzeitig leisten. Und da kommt noch hin zu,

00:09:24: dass das natürlich eben eine Historie hat. Diese Entdeckung oder diese Entwicklung, die dann zum

00:09:33: Weltpreis geführt hat, war ja nur möglich durch Grundlagenforschung über lange, lange Zeit hinweg,

00:09:39: die ja zunächst mal keine so große Anwendungsbereiche hatte und das gibt es auch schöne Statistiken,

00:09:49: wenn man sich die Veröffentlichung zu Chris Becass anschaut, dann gab es davor ein paar wenige pro

00:09:54: Jahr und ab dieser Veränderung, ab dieser Publikation von 2012 ist die Publikationswerte

00:10:07: enorm gestiegen und nach oben gegangen. Das war ein ganz wesentlicher Durchbruch, denn jetzt war es

00:10:14: eben möglich in praktisch jedes Genom einzugreifen. Das hat sich dann immer weiter noch entwickelt

00:10:20: und auch herausgestellt. Und das war unser Genom Editing, dann bekannt wird durch Chris Becass,

00:10:25: das hat da seinen Anfang gefunden. Das haben wir ja ganz viel darüber geredet. Das baut auf

00:10:31: Grundlagenforschung auch. Es geht erst mal hier um Bakterien, aber das ist natürlich nicht mehr der

00:10:36: Haupt. Das war uns Chris Becass am meisten interessiert. Wie kann man denn dann letztendlich von dieser

00:10:42: Forschung am Bakterialen Immunsystem zu dieser Gen-Scherche, wie man es ja oft nennt, die wir

00:10:49: dann eben, wie wir gerade schon gehört haben, in der Zucht, in der Medizin, sogar in der ökologischen

00:10:56: Einflussnahme einsetzen können? Also es ging dann relativ flott. 2012, die Publikation von

00:11:03: Charpentier und Daunder, die bezog sich noch auf die Anwendung des Systems bei Bakterien und etwa ein

00:11:11: Jahr später haben wiederum vier Arbeitsgruppen gleichzeitig gezeigt, dass man dieses System auch

00:11:17: bei eukaryotischen Zellen, also bei Pflanzentieren und bei Menschen anwenden kann. Und dann ging

00:11:22: eigentlich diese rasante Entwicklung los, von der Monika gerade eben gesprochen hat. Das haben

00:11:26: wir auch gerade schon gehört. Es hat ganz viele Vorteile. Also es ist sehr einfach durchzuführen,

00:11:32: das Verhältnismäßig schnell durchzuführen, verhältnismäßig sicher. Gibt es denn auch

00:11:36: irgendwelche Einschränkungen, vor allem so vielleicht im Vergleich zu anderen Systemen,

00:11:39: die wir bisher hatten? Also der Knackpunkt sind ja immer die sogenannten Off-Target-Effekte. Das heißt,

00:11:45: man möchte möglichst gezielt an einer ganz bestimmten Stelle der DNA schneiden. Und dazu

00:11:52: müssen die Sequenzen so spezifisch sein, dass auch tatsächlich nur an dieser Stelle geschnitten

00:11:58: wird. Und bei den früheren Methoden waren Off-Target-Effekte sozusagen gang und gäbe. Und

00:12:04: jetzt bei der neuen Methode wird versucht, diese Off-Target-Effekte möglichst zu minimieren.

00:12:09: Man kann es leider nicht hundertprozentig ausschließen, dass vielleicht zufälligerweise

00:12:14: irgendwo im Genom, weil so eine ähnliche Sequenz vorkommt, aber man versucht es zu verhindern.

00:12:20: Was ist das Problem bei den Off-Target-Effekten? Die macht schneidend an die DNA an Stellen,

00:12:26: wo sie gar nicht geschnicken werden soll. Und da kommt auch glaube ich noch etwas hinzu,

00:12:31: denn das ist natürlich auch ganz wichtig wahrzunehmen. Diese Methode ist auch deshalb so

00:12:36: erfolgreich und kann so gut auch geplant werden, mit möglichst wenig Nebenwirkungen, sage ich jetzt

00:12:43: mal, weil zeitgleich oder in dieser Phase sich natürlich auch noch etwas anders verändert hat,

00:12:49: nämlich die Fähigkeit, die Gene zu sequenzieren. Um das zu planen, muss ich ganz genau wissen,

00:12:56: wie sehen meine Gene aus? Ich muss also das Genom eigentlich durchsequenziert haben und das ist

00:13:03: heute mit den Hithilfe von speziellen Computerprogrammen wirklich gut möglich. Also man hat

00:13:10: ein sogenanntes Next Generation Sequencing, das parallel mehrere Millionen Fragmente einer

00:13:17: Probe sequenziert und dann wird das Ganze wieder am Computer zusammengebastelt, sage ich jetzt mal,

00:13:24: so dass das Genom gut zugänglich ist. Und wenn wir das mal zum Vergleich das nehmen, das hat

00:13:32: circa 15 Jahre gedauert, Milliarden von Dollar verschlungen und 1.000 von Forscher weltweit

00:13:39: beteiligt und dann wurde das entschlüsselt und heute bekomme ich ein menschliches Genom für

00:13:46: unter 1.000 US-Dollar und die Sequenzierung ist in ein paar Tagen möglich. Also da hat sich unheimlich

00:13:51: viel getan und diese Entwicklung war natürlich auch wichtig oder ist parallel wichtig, damit diese

00:13:56: Methode so gut Verwendung finden kann. Und jetzt klingt das ja dann häufig so, bis hier wer

00:14:01: davon hört, okay wir haben jetzt ein sehr präzises System umgehen, wir kennen jetzt dadurch, dass

00:14:08: wir eben das sehr günstig tun können. Die Genome nicht nur von Menschen, sondern natürlich auch

00:14:12: von vielen Tier- und Pflanzenarten. Das klingt jetzt manchmal so, sage ich mal, jetzt können wir

00:14:16: gottspiel, können beliebig Organismen verändern, wie wir sie benötigen und dann kommt natürlich immer,

00:14:24: wenn Menschen diese Möglichkeit zählen, ganz schnell die Angst auf, was das bedeuten könnte,

00:14:30: schon alleine, wenn man da im Supermarkt unterwegs ist, da sieht man ja auf allen

00:14:34: Lebensmitteln häufig diesen kleinen Aufkleber gentechnikfrei. Ist das dann überhaupt berechtigt

00:14:40: oder gibt es einen guten Grund zu gehen, technikfreien Lebensmittel zu greifen? Das ist natürlich die

00:14:47: ganz große Frage und die Frage, wo liegen die Grenzen des Einsatzes der Methode? Also die Methode

00:14:53: ist jetzt biologisch und labortechnisch, lässt vieles möglich machen, lässt vieles denkbar

00:15:00: machen und die Frage ist, wo und wie setzen wir es ein und da ist es, glaube ich, wichtig, dass wir

00:15:05: da eben präzise hinschauen, für was diese Methode verwendet wird. Es ist gentechnik, ja, aber die

00:15:13: Frage ist, wenn wir es zum Beispiel in den Pflanzenlissenschaften verwenden, ist es denn nicht

00:15:20: sogar sicherer als vielleicht heute gängige Methoden, die entsprechenden Verordnungen werden

00:15:26: da gerade verändert und auch diskutiert und auf europäischer Ebene abgeändert, was denn

00:15:35: tatsächlich gentechnisch veränderte Organismen sind und da lässt sich wirklich vieles, vieles

00:15:42: neu denken, aber genau deshalb ist es ja wichtig, dass unsere Schüler*innen die Technik verstehen

00:15:50: und verstehen, wo sind die Gemeinsamkeiten und die Unterschiede zu bisherigen Verfahren. Du hast

00:15:55: ja im Grunde genommen das Wesentliche schon bereits gesagt, dass die neue Methode sehr viel präziser

00:16:00: ist und von daher die Pflanzen zum Beispiel.

00:16:04: an Pflanzenfest macht, in der Pflanzenforschung, dass dann die Pflanzen, die dabei produziert werden,

00:16:09: sich praktisch kaum von ihren natürlichen Exemplaren unterscheiden. Man kann oftmals gar nicht mehr

00:16:19: nachvollziehen, welche Gehenveränderungen jetzt an so eine Pflanze vorgenommen worden ist. Also es

00:16:24: werden auf jeden Fall, das ist das Entscheidende, in der Regel keine Gene von anderen Organismen

00:16:29: eingeführt, sondern es wird am Genom der jeweiligen Pflanze oder am Genom des jeweiligen

00:16:35: Tieres wird die Veränderung vorgenommen, ohne Einfügen, ohne als das Einfügen von Fremdgenen.

00:16:41: In den Pflanzenwissenschaften spricht man davon, dass es eine sogenannte Cis-Gene-Technik ist. Das heißt,

00:16:48: es werden Gene oftmals von Wildtypen reingenommen, die Eigenschaften haben, Resistenzgene zum Beispiel

00:16:56: oder eben Gene, die helfen, die Wasser, also Trockenheit besser zu überstehen. Diese Eigenschaften

00:17:06: haben die Pflanzen verloren aufgrund der klassischen Züchtung und der Züchtungsmethoden, die wir

00:17:13: bisher hatten, die ja auf Ertrag oft ausgerichtet sind und diese Eigenschaften haben aber oft

00:17:20: noch die Wildtypen und die werden durch die Methode wieder in das Genom unserer Nutzpflanzen

00:17:27: reingegeben und ja könnten von der Idee her wirklich viele, viele Probleme lösen, die wir im Sinne

00:17:36: einer nachhaltigen Landwirtschaft heute ja auch brauchen. Ich habe mich intensiv mit dem Thema

00:17:43: CRISPR-Cas bei Tomaten beschäftigt, weil die Tomaten meine Lieblingsfrucht sind. Deswegen habe

00:17:50: ich mir die ausgesucht und da gibt es zum Beispiel so ein konkretes Beispiel, wie das, was Monika jetzt

00:17:55: gerade angeführt hat, dass innerhalb und zwar eines sehr, sehr kurzen Zeitraums von weniger

00:17:59: als zehn Monaten in Tomatenpflanzen, herkömmlige Tomatenpflanzen, wie man sie im Supermarkt

00:18:06: kaufen kann, die alten Gene von Sorten, die halt zwar nicht ertragssteigern sind, aber die

00:18:15: diese ganzen positiven Eigenschaften haben, wie bessere Geschmack, bessere Resistenz gegen

00:18:21: Krankheitserreger, bessere Resistenz gegen Trockenheit. Diese Gene wurden innerhalb von zehn

00:18:26: Monaten wieder eingebaut. Das heißt, umherrt quasi die Evolution der Pflanzen, hat man in zehn

00:18:31: Monaten abgespult. Ich empfehle es auch gar nicht so ganz klar, wie klassische Züchtungen, also das

00:18:36: ist da nicht nur die Methode gehabt. Die Mutter Tomatenpflanzen und die Vater Tomatenpflanzen

00:18:41: haben sich sehr lieb, sondern dass wir da natürlich auch schon ganz viel eingegriffen haben,

00:18:45: indem wir z.B. künstliche Hybride erzeugt haben. Und natürlich eigentlich, die Wahrscheinlichkeit,

00:18:50: dass wir wissen, welche Effekte letztendlich bei den Nachkommen auftreten, da wussten wir ja viel

00:18:55: weniger, was geschieht, als wenn wir jetzt ganz gezielt die Gene verändern, wo ja eigentlich die

00:19:01: Wahrscheinlichkeit, dass irgendwelche z.B. umgewollten Giftstoffe entstehen, was ja z.B. bei

00:19:07: Kreuzung mit Wildtypen bei vielen Pflanzenarten der Fall sein könnte, haben wir eigentlich besser

00:19:12: unter Kontrolle, als wenn wir tatsächlich klassische Züchtungsmethoden verwenden. Das ist natürlich

00:19:18: völlig richtig und ich glaube, da ist viel, viel Potenzial für die Zukunft drin und die Fähigkeit,

00:19:26: diese Dinge aber eben differenziert zu bewerten und zu beurteilen. Das ist auch etwas, was eben für

00:19:32: den Unterricht ganz, ganz wertvoll und wichtig ist, denn natürlich gibt es jetzt nicht nur diese

00:19:37: positiven Beispiele. Wir haben ja im Grunde auch so ein bisschen den Sündenfall 2018 erlebt, als

00:19:44: ein chinesischer Wissenschaftler bei einer Tagung veröffentlicht hat, dass er in die Keimbahn des

00:19:50: Menschen eingegriffen hat und zwar beim System, beim HIV-System beziehungsweise bei dem entsprechenden

00:19:59: Rezeptor verändert wurde und zwei Mädchen auf die Welt gekommen sind, Lulu und Nana, die jetzt

00:20:10: resistent sind gegen eine Infektion mit dem HIV-Virus. Und das hat die ganze Fachwelt,

00:20:18: die Community entsetzt. Es hat auch jegliche juristische rote Linie überschritten. Hier wurde

00:20:25: dafür auch verurteilt, aber das heißt, die Methode selbst, das ist wie bei jeder technischen

00:20:34: Errungenschaft, diese Methode selbst, müssen wir von Fall zu Fall einfach beurteilen und bewerten

00:20:40: und unterschiedlich damit umgehen. Man kann mit der Prospergastmethode im Prinzip zwei Sachen

00:20:46: machen. Man kann entweder Däne durch Stellationen ausschalten oder man kann in die Bruchstelle

00:20:53: neues Genmaterial einfügen. Und wenn man sich das anschaut, was bisher so in den letzten Jahren

00:20:59: gemacht wurde, dann kann man sagen, dass die Methode des Ausschaltens von Genen viel häufiger

00:21:08: angewendet wurde als die Methode des Einflügens, weil dieses Ausschalten von Genen auch einfach

00:21:14: sehr viel leichter vonstatten geht und weniger Off-Target-Effekte erzeugt. Also ich könnte das

00:21:20: an einem konkreten Beispiel festmachen. Wieder bei den Tomaten. Tomaten gehören zu den Pflanzen,

00:21:25: die von Mehltau befallen werden. Das sind Pilze, die sich dann im Pflanzengewebe ansiedeln und dann

00:21:31: so auf der Oberfläche so einen milchigen Befall hervorrufen. Und man hat herausgefunden, wie die

00:21:41: Pilze in die Pflanze überhaupt reinkommen. Das ist ein ganz bestimmtes Protein in der Zellmembran,

00:21:46: das eigentlich eine andere physiologische Funktion hat. Aber das erlaubt es den Pilze,

00:21:51: die Pflanze einzudringen. Und das Gen für Isis-Proteen hat man ausgeschaltet und schon wurden die

00:21:57: Pflanzen nicht mehr mit Mehltau befallen. So einfach kann das sein. Sicherlich viel komplexer,

00:22:03: aber im Grunde ein ähnlicher Ansatz gibt es ja dann bei manchen Therapieformen. Und da war Ende

00:22:12: letzten Jahres die erste Therapieform, die mit Chris Parquez praktisch arbeitet, genehmigt

00:22:20: worden in den USA und in Großbritannien. Da geht es um das Sickleszellen-Syndrom,

00:22:25: das man dadurch heilen kann. Wolfgang, würdest du beschreiben? Ja, kann ich schnell machen. Also

00:22:31: warum Sichtleszellen-Syndrom? Weil bei den Menschen, die davon betroffen sind, sich die roten

00:22:36: Blutkörperchen, die normalerweise schön rund aussehen, mit der Delle drin, also ähnlich wie

00:22:41: ein Donut ohne Loch. Diese Zellen verfarben sich sicherfarmig, wie man es von der Mondsichel oder

00:22:49: von der Sichel, die man beim Gartenarbeiten kennt hat. Die Ursache ist eine Mutation im

00:22:56: Hemoglobin gehen. Und diese Mutation führt eben dazu, dass bei homosegut Betroffenen

00:23:05: praktisch alle roten Blutkörperchen sicherfarmig sind und die verstopfen leider die Gefäße,

00:23:10: sodass die Leute dann an ganz vielen verschiedenen Symptomen leiden, die mit einer Unterversorgung

00:23:16: von Sauerstoff in ihren Organen zu tun haben. Das versucht man seit Jahren symptomatisch irgendwie

00:23:24: zu beeinflussen, damit es den Leuten nicht so schlecht geht. Und jetzt hätte man hier quasi

00:23:30: eine Methode, mit der man das verändern kann, und zwar die Idee, die dahinter steckt, ist ja ganz

00:23:38: clever. Wir haben während unseres Lebens nicht immer das gleiche Hemoglobin, sondern wir haben

00:23:45: ein embryonales Hemoglobin, das ist anders zusammengesetzt und wir haben ein fetterles

00:23:50: Hemoglobin, das ist auch anders zusammengesetzt. Der entscheidende Unterschied beim fetterlen

00:23:55: Hemoglobin, es gibt eine Gamma-Kette und keine Beta-Kette im Hemoglobin. Und was man jetzt bei

00:24:01: der CRISPR-Casmethode hier macht, ist, man unterdrückt die Bildung von Betterglobin, was nämlich zu

00:24:08: dieser Verformung der roten Blutkörperchen beitragen kann und erhöht die Konzentrationen an

00:24:14: dem Gamma-Globin, das im Erachsenenalter ja eigentlich gar keine Rolle mehr spielt. Und das

00:24:20: kriegt man mit Hilfe der CRISPR-Casmethode hin, indem man das den Transkriptionsfaktor, der für

00:24:27: das Umschalten dieser beiden Ketten verantwortlich ist, indem man den durch eine Delektion ausschaltet.

00:24:32: Wir haben ja Fachexperten bei den Zuhörenden. Ich finde, da ist natürlich auch Krankheiten im

00:24:40: Blut, natürlich sehr dankbar, sozusagen, da müsste man eigentlich nur ins Knochenmark eingreifen,

00:24:45: wohingegen natürlich Geneffekte, die natürlich den ganzen Körper betreffen, stellen uns natürlich

00:24:54: immer noch für eine gewisse Herausforderung, wie wir alle Zellen erreichen würden. Und das ist

00:24:59: natürlich dann der Knackpunkt, wo dann eben auch so ein bisschen der ethische Konflikt aufkommt.

00:25:05: Einerseits wollen wir nicht, dass direkt in embryonale Zellen eingegriffen wird, andererseits

00:25:10: ist das manchmal, so ist da unserem aktuellen Stand der einzige Ort, wo wir noch effektiv

00:25:16: eingreifen könnten und manche Geneffekte wirklich effektiv zu bekämpfen. Und das ist

00:25:24: natürlich auch dann Punkt, wo in Zukunft noch ganz viel diskutiert werden muss,

00:25:29: ob sie durch der legalen Rahmenbedingung wann dürfen wir eingreifen, wann nicht.

00:25:34: Umso wichtiger, glaube ich, ist es, dass man auch bei diesem Thema sich diese Bewertungskompetenz

00:25:42: bei den Schülerinnen und Schülern annimmt und das wirklich ausführlich durchdiskutiert und sich

00:25:49: klarmacht, wie du vorher gesagt hast, wir können Gott spielen und machen das Designerbaby. Was

00:25:56: für ein Framing steht denn dahinter, auch bei manchen Äußerungen, wo kommen diese Berichte

00:26:03: her, das muss erst mal eingeordnet werden, ich muss die Fähigkeit haben, da sachlich

00:26:10: draufzuschauen und die Perspektiven, die unterschiedlichen Perspektiven wirklich

00:26:14: einzunehmen. Denn diese Gentechnikversion, die jetzt bei uns in Deutschland ja auch ganz

00:26:22: besonders intensiv vorhanden ist, hängt ja auch manchmal damit zusammen, dass man Patenstreite

00:26:32: befürchtet, dass man Abhängigkeiten befürchtet und das sind natürlich Dinge, die anders

00:26:38: geregelt werden könnten auch. Das hat ja zunächst mal nichts mit der Methode zu tun.

00:26:43: Unabhängig davon ist es, glaube ich, ganz zentral, dass man die Grundprinzipien dieser

00:26:48: Methode eben besteht, um das einschätzen zu können, wie gefährlich denn etwas dann tatsächlich ist.

00:26:54: Das kann ich nur von ganz unterstützen. Also das Wichtige für mich wäre, bevor man an

00:27:00: das ethische Urteilen geht, dass man erst mal die fachliche Grundlagen legt, weil viele

00:27:06: Ängste im Bereich der Gentechnik beruhen auf irrationalen Annahmen und die haben auch

00:27:12: die Schüler und die muss man versuchen, zunächst mal auszuräumen und dazu ist eine solide

00:27:18: Fachkenntnis, die Kropvoraussetzung. Also in dem Fall heißt das im Klartext, man muss

00:27:25: Molekularbiologie verstehen und da mache ich zwar Werbung in eigener Sachen, im Friedrichsverlag

00:27:30: gibt es schon seit geraumer Zeit einen von mir und dem Kronzsenieur der Biologie-Detaktik

00:27:37: an Kathmann beöffentlichtes Heft Molekularbiologie besser verstehen. Also da kann man Schüler

00:27:43: nochmal Hilfen geben, wie sie mit diesen Molekularbiologischen Grundkenntnissen besser

00:27:49: zu ran gekommen. Die zentrale Frage ist ja immer, ob wir alles machen sollten, was wir

00:27:54: machen können und das eine ist zu verstehen, was wir machen können und dann aber auch

00:28:01: die Auswirkungen, die Folgen wirklich zu bedenken und da gibt es eben diese Idee des sogenannten

00:28:08: Team Drive, wenn man das übersetzt wird, das gerne mit einem Turbo gehen, verglichen oder

00:28:14: beschrieben und da kann man zum Beispiel so etwas wie Malaria bekämpfen. Warum ist Malaria

00:28:23: zu schwer zu bekämpfen? Das senkt damit zusammen, dass der Malaria-Erreger eben auch eine eukaryontische

00:28:29: Zelle ist, aus der wir ja auch bestehen, sodass die Medikamente da immer schwer wirksam sind

00:28:35: und die alle, alles streben ist dann oftmals dahinten, die sind überträger, nämlich die

00:28:41: Malaria-Mücke, die Anopheles-Mücke zu bekämpfen und das Team Drive mit dem Turbo gehen will

00:28:49: also jetzt die Malaria-Mücke bekämpfen und dadurch bis hin dazu, dass die ganze Population

00:28:56: verändert wird und es nicht mehr möglich ist, dass diese Population den Malaria-Erreger übertragen

00:29:05: kann. Das sind allerdings Eingriffe in das Ökosystem, die ja nochmal ganz anders zu diskutieren sind

00:29:14: und nicht nur am System Malaria oder Mücke, sondern auch mit eben allen anderen Auswirkungen,

00:29:21: die so ein Eingriff ja wahrscheinlich macht. Da sieht man ja auch wieder, dass es in Biologie

00:29:28: sehr viele oder sehr selten Themen gibt, die wirklich für sich alleine stehen, sodass das war

00:29:33: ich immer vernetzt denken muss und dass natürlich einerseits jetzt ein Thema der Molekulagenetik,

00:29:39: aber gleichzeitig muss man doch zum Beispiel auch an ökologische Fragestellungen denken und

00:29:44: nochmal überlegen, ok, hat die Mücke eine Bedeutung im Ökosystem? Weil viele Schülerinnen natürlich

00:29:50: sagen, ja, wer vermisst dann diese Mücke? Aber natürlich hat die auch ihre Existenzberechnung.

00:29:56: Deshalb wichtig eine differenzierte Betrachtung jedes einzelnen Thema. Das ist für mich ganz,

00:30:04: ganz zentral, wenn es um den Einsatz dieser Methode geht, die unzweifelhaft extrem wirkmächtig

00:30:12: ist und die Vieles ermöglichen wird. Ok, da sind wir jetzt auf jeden Fall am Ende der Zeit leider

00:30:18: angekommen. Das geht immer sehr schnell rum. Man könnte immer noch so viel zu diesen komplexen

00:30:24: Themen diskutieren. Er hat mir ja schon ein bisschen das Schlusswort vorweggenommen und schon

00:30:28: betonen. Es ist unglaublich wichtig, dass die Schülerinnen verstehen, wie diese Technik funktioniert,

00:30:32: denn nur so sind sie in der Lage. Debatten, die sie in ihrem Umfeld vielleicht erleben,

00:30:38: z.B. sollte man essen, gehen technikfrei sein, möglich verstehen und auch abschätzen zu können,

00:30:45: wann ist das vielleicht einfach nur ein bisschen Hystabie? Wann ist ein Einwandfeld auch tatsächlich

00:30:50: gerechtfertigt? Es ist wichtig, dass man sich gerade bei so einer neuen Technik, wo die Folgen

00:30:54: noch nicht absehbar sind, auch Gedanken über ethische Fragestellungen macht. Beispielsweise,

00:30:59: wann ist es angemessen, in das menschliche Genom einzugreifen? Wann ist es nicht angemessen,

00:31:05: auch wann ist es rechtlich möglich? Wann ist es rechtlich aktuell nicht erlaubt, wie z.B. eben,

00:31:12: wie wir gehört haben, bei Babys, bei embryonalen Zellen und letztendlich ist es natürlich auch ein

00:31:20: sehr spannendes Thema, weil es auch den Schülerinnen aufzeigen kann, wie Forschung überhaupt funktioniert,

00:31:25: welche Bedeutung z.B. Grundlagenforschung haben kann, dass ein Thema das erstmal in einer komplett

00:31:32: anderen, sozusagen Sphäre der Biologie, nämlich in der Forschung an Bakterien stattfindet,

00:31:37: dann auf ganz andere Bereiche letztendlich Auswirkungen haben kann. Und das sind, glaube ich,

00:31:42: sehr viele gute Gründe, sich mit Chris Wacasse im Unterricht intensiver zu beschäftigen, indem er

00:31:47: z.B. eure Ausgabe liest. Danke, dass ihr da wart. Vielen Dank. Vielen Dank, hat es Spaß gemacht.

00:31:52: Das war "Einfach unterrichten", der Podcast von Friedrich+ aus dem Friedrich-Verlag. Wir bringen

00:32:03: innovativen Unterricht für Lehrkräfte auf den Punkt.