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Das menschliche Genom ist entschlüsselt – was kommt jetzt?

Noch vor einem Jahr sagte das Wort „Genom“ kaum jemandem etwas. Doch seit im Juni verkündet wurde, dass das Genom des Menschen entschlüsselt sei, ist es in aller Munde. Für bild der wissenschaft Anlaß, führende deutsche Wissenschaftler einzuladen, über die Konsequenzen dieses Fortschritts der Forschung zu diskutieren.

Auf dem Symposium „Forschung aktuell: Das Erbgut ist entschlüsselt – was kommt jetzt?“, das im Rahmen der Tagung der Gesellschaft deutscher Naturforscher und Ärzte (GDNÄ) in Bonn stattfand, beleuchteten drei Experten die Entwicklung aus verschiedenen Perspektiven. bdw-Chefredakteur Reiner Korbmann moderierte das Symposium.

Wo stehen wir jetzt?

Dr. Jörg Wadzack, der Generalsekretär des deutschen Humangenomprojektes (DHGP) erläuterte, was tatsächlich durch die Entschlüsselung der Erbsequenz des Menschen erreicht ist. Denn obwohl dieser Schritt als Offenbarung des menschlichen Bauplanes gefeiert wurde, ist die Entscherst der erste Schritt auf dem Weg dorthin.

Nun ist also die Abfolge der Buchstaben des genetischen Alphabets bis auf wenige Lücken bekannt. Der Text, den wir alle als Bauplan in uns tragen, besteht aus etwa 3 Milliarden Buchstaben. Würde man davon ein Buch drucken, erhielte man einen Wälzer mit über 300.000 dicht beschriebenen Seiten. Die vorliegende Sequenz ist jedoch nur eine „Arbeitsversion“, das heißt, die Buchstaben müssen in vielen Bereichen noch mehrfach gelesen werden, um sicherzughen, dass keine Lesefehler den Sinn verfälschen. Als nächstes müssen aus dem Buchstabenwust erst noch die Bereiche herausgefunden werden, die tatsächlich Informationen enthalten. Das sind nur etwa 3 Prozent der Buchstaben, schätzen die Experten. Nur diese Bereiche enthalten Gene, also Baupläne für die Eiweisse, aus denen wir bestehen. Im „Buch des Lebens“ müsste man also die 9000 Seiten herausfinden, auf denen ein sinvoller Text zu lesen ist. Der Rest enthält nach heutigem Wissen keine Information, sondern könnte eine Art „Spielwiese der Evolution“ sein – Sequenzen, in denen Mutationen stattfinden können, ohne dass der „laufende Betrieb“ des Körpers dadurch beeinträchtigt wird. Es könnte sich auch einfach um Ballast handeln, den wir von unseren Vorfahren übernommen haben.

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Um die Gene aus der Masse an Buchstaben herauszufiltern werden mit Computerprogrammen die Buchstabenfolgen nach charakteristischen Sequenzen durchsucht, die Anfang und Ende eines Gens markieren. Für das Chromosom 21 haben die Wissenschaftler des DGHP diese Arbeit schon abgeschlossen: In den 33,5 Millionen Basenpaaren dieses Chromosoms haben sie 255 Gene gefunden. Davon sind 98 noch völlig unbekannt; niemand weiß, was sie bewirken. Denn mit der Kenntnis der Sequenz eines Gens ist noch nicht viel gewonnen.

Die nächste Herausforderung für die Wissenschaftler wird es deshalb sein, die Funktion der unbekannten Gene herauszufinden. Wichtig hierfür ist es, von Modellorganismen, wie Maus, Fruchtfliege oder den Wurm C. elegans zu untersuchen. Diese Organismen haben viele Gene, die eine Entsprechung im menschlichen Genom finden. An ihnen können Biologen die Funktion bestimmter Gene sehr viel einfacher untersuchen und aus den Ergebnissen Rückschlüsse auf die Funktion der entsprechenden Gene im Menschen ziehen. Deshalb investiert das DHGP auch viele Ressourcen und Gelder in die Erforschung dieser Modellorganismen. Ist ein Gen in seiner Funktion bekannt, kann man auch herausfinden, welche Veränderungen in der Sequenz zu Krankheiten, wie etwa Krebs, führen können oder ihre Entstehung begünstigen können.

Und erst, wenn sie verstanden haben wie Krankeiten wie Krebs oder Chorea huntington entstehen, können die Mediziner sich daran wagen, Gegenmittel zu entwickeln. Doch auch die Diagnose von erblich bedingten Krankheiten ist ein Ziel der Forscher des DHGP. Denn in vielen Fällen können die Betroffenen durch entsprechende Lebensführung oder Ernährung das Leiden mildern.

Wo gehen wir hin?

Die Visionen von Prof. Hans Lehrach, Direktor am Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik in Berlin und verantwortlich für das Ressourcenzentrum am DHGP, gehen noch einen Schritt weiter: Durch die riesige Informationsflut, die durch die Genomforschung auf die Wissenschaftsgemeinde zukommt, wird sich auch die Art und Weise, wie wissenschaftliche Probleme angegangen werden, drastisch ändern. „Die Erforschung von einzelnen Genen durch einzelne Wissenschaftler, wie sie im Moment noch üblich ist, wird in 20 Jahren so veraltet erscheinen wie die Aussage ‚die Erde ist eine flache Scheibe‘“, sagte Lehrach auf dem Symposium. Die Gene entstehen und wandeln sich im Zusammenspiel mit tausenden von anderen Genen. Das Studium der Gene und ihrer Produkte muß sich an diesen vernetzten Gegebenheiten orientieren. Der Trend geht weg von einer hypothesengetriebenen Forschung – ein Experiment wird aufgrund einer Hypothese geplant und die Ergebnisse anhand der Hypothese analysiert. Die Entwicklung muß hin zu einer systematischen Erfassung und Analyse von Daten gehen.

Der Weg dorthin führt über die Automatisierung der Datenerhebung. Nicht nur die Sequenzanalyse von Genen und Eiweissen, sondern auch die Analyse der Struktur und Funktion von Eiweissen muss automatisiert werden. Bisher ist dieser Teil der Forschung besonders aufwändig und erfordert viel Laborpersonal. Nur durch Automatisierung dieser Arbeit können die enormen Datenmengen generiert und verarbeitet werden, die zum umfassenden Verständnis eines Organismus führen. „Nur ein globales Verständnis […] kann uns zu einer neuen Stufe der Medizin bringen“, erklärte Lehrach, „unser eigentliches Ziel muss eine theoretische Biologie sein, mit der es möglich ist, quantitative Voraussagen über die Auswirkungen von Eingriffen in einen Organismus zu machen.“

Auch für die Wirtschaft könnte das Genomprojekt beflügelnd wirken: „Die Wirtschaftskraft aus dem Genomprojekt wird größer sein, als die aus der Mikrochip- und Software-Entwicklung der vergangen Jahre“, meint Lehrach. Gleichzeitig warnt er davor, diese Entwicklung zu verschlafen. „Sonst müssen deutsche Wissenschaftler sich in Zukunft die Technologie für ihre Forschung im Ausland kaufen, so wie es jetzt schon mit Computern und Software ist“.

Welche Risiken entstehen?

Doch die Erfolge und Ziele des Genomprojektes stossen nicht überall auf Enthusiasmus. Viele Menschen haben ethische Bedenken. Stellvertretend für sie sprach Prof. Dietmar Mieth vom Lehrstuhl für theologische Ethik an der Universität Tübingen, der seit 1994 Mitglied der Ethik-Beratergruppe der Europäischen Komission ist. Für ihn ist eines der größten Probleme die Blickrichtung, die verschiedene Wissenschaftlergruppen auf die Entwicklung der Forschung haben. Während der forschende Arzt oft ausschließlich auf die Heilungschancen für seine Patienten schaut, hat der Biologe mehr die experimentelle und theoretische Effizienz seines Labors im Blick. Beide sind oft mehr auf den Fortschritt der Wissenschaft konzentriert als auf dessen Auswirkungen auf die zukünftige Gesellschaft. Genau diese Auswirkungen sind es jedoch, die den Ethiker interssieren müssen. „Wissen kann nach wahr oder falsch beurteilt werden, Ethik beurteilt aber nach gut oder schlecht. Deshalb kann Ethik nur Handeln, nicht aber Wissen beurteilen“, sagte Mieth. Zwei große Handlungsbereiche, die durch das Genomprojekt berührt werden, sind seiner Meinung nach die Gendiagnostik und die Gentherapie. Beide Problematiken bestehen bereits, werden aber durch die Enschlüsselung des Genoms noch brisanter.

Die Möglichkeit, die Anlage oder Neigung zu einer bestimmten Krankheit durch Genanalyse feststellen zu können, stellt die Gesellschaft vor eine Reihe von Problemen. Während manche Patienten aus dem Wissen um ihre Erbanlagen einen Nutzen ziehen können, um den Verlauf der Krankheit zu beeinflussen, ist das Wissen für andere nur eine Belastung, wenn es für ihre Krankheit weder Heilungs- noch Linderungsmöglichkeiten gibt. Ganz zu schweigen von der Diskusson darum, ob solches Wissen auch den Versicherern zur Verfügung stehen sollte. Denn schließlich kann auch der Versicherte davon profitieren, wenn er verschweigt, daß er vermutlich früh an einer Erbkrankheit sterben wird.

Auch die pränatale (vorgeburtliche) Diagnose von Erbschäden stellt Gesetzgeber und Eltern vor große Probleme. Während ein Erwachsener noch selbst entscheiden kann, ob er seine individuellen Lebenspläne mit oder ohne Wissen um seine genetische Disposition verfolgen will, kann niemand ein Ungeborenes fragen, ob es lieber mit dem „Defekt“ leben möchte oder unter diesen Umständen auf das Dasein verzichtet. Gleiches gilt für die Gentherapie. Bei der somatischen Therapie, die das erkrankte Organ zum Ziel hat, kann der Patient selber entscheiden, ob er das Risiko eingeht. Bei der Keimbahntherapie wird in das Schicksal von allen zukünftigen Generationen eingegriffen. Die kann keiner um Zustimmung bitten.

Mieth sieht auch Unterschiede bei den Moral- und Wertvorstellungen verschiedener Länder – ein Problem, das bei dem Streben nach EU-einheitlichen Regelungen nicht unterschätzt werden sollte. So möchte der deutsche Gesetzgeber Versuche, die potentiell unethische Folgen haben könnten von vornherein verbieten, während in Großbritannien eher darauf gesetzt wird, daß solche Versuche besonders gut überwacht werden müssen, um die Folgen zu vermeiden und gleichzeitig die Wissenschaftler nicht in die Illegalität oder ins Ausland zu drängen. Wie sehr diese Fragen die Menschen bewegen zeigte sich auch bei der anschließenden Diskussion, bei der vor allem Fragen zur Ethik aus dem Publikum kamen. Die Diskussionsfreudigkeit der Zuhörer lässt hoffen, daß der Dialog über die Auswirkungen der Entschlüsselung des menschlichen Erbgutes erst am Anfang steht.

Steffi Hentzelt
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