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Stilisierter DNA-Strang

"Gen-Schere" ist Fortschritt des Jahres

Eine neuartige "Gen-Schere" ist nach Einschätzung des Fachmagazins "Science" der wissenschaftliche Durchbruch des Jahres 2015. Die Technik mit dem etwas umständlichen Namen "CRISPR/Cas9" hat die Biologie revolutioniert: Sie ermöglicht es, das Erbgut sämtlicher Lebewesen beliebig zu verändern.

TOP TEN 18.12.2015

Maßgeblich an der Entwicklung beteiligt waren die US-Wissenschaftlerin Jennifer Doudna und die Französin Emmanuelle Charpentier. Letztere hat auch an den Wiener Max F. Perutz Laboratories (MFPL) gearbeitet und wurde vor kurzem Direktorin am Berliner Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie.

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Ö1 Sendungshinweis:

Über den "Fortschritt des Jahres" berichtete auch Wissen Aktuell" am 18. Dezember um 13.55 Uhr.

Die Wissenschaftler nutzten einen 2012 neu entdeckten RNA-Komplex (CRISPR), um eine "DNA-Schere"(CRISPR/Cas9, ein sogenanntes Restriktionsenzym) gezielt an Stellen von Erbgut zu steuern, wo sie dann schneiden sollten. Das ist die Voraussetzung für alle Arbeiten, um Erbgut künstlich zu verändern bzw. neue Erbinformationen einzuschleusen. Die "CRISPR"-Struktur fand sich auch schon 2013 unter den Top-Entdeckungen des Jahres.

Die Methode ist wesentlich effizienter als alle bisher bekannten Verfahren. Mit CRISPR können Forscher Gene ausschalten, defekte durch korrekte DNA-Teile ersetzen oder neue Gensequenzen einfügen. Erst vor wenigen Tagen haben Wissenschaftler des Imperial College in London berichtet, dass sie Malaria-Mücken mit der Methode genetisch so modifizieren konnten, dass man damit eine lokale Population der Anopheles-Insekten rasch unfruchtbar und damit dezimieren könnte.

Warnung vor neuer Technik

Viel Kritik ernteten hingegen chinesische Forscher, die mit dem Verfahren einen Embryo gentechnisch verändert hatten. Deren Hauptautor Junjiu Huang wird vom Fachmagazin "Nature" dennoch zu den Top Ten der Forscher 2015 gezählt.

Im Juli dieses Jahres hat eine internationale Genforschergruppe unter Beteiligung der Wiener Wissenschaftler Jürgen Knoblich und Peter Duchek umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen bei der Verwendung des Verfahrens gefordert. Solche Experimente sollten weltweit kontrolliert und nur unter sehr stringenten Sicherheitsvorkehrungen zugelassen werden. Der Grund dafür liegt darin, dass es bei Veränderung von Organismen mit CRISPR/Cas9 zu einem sogenannten "Gene Drive" kommen kann, bei dem das veränderte Erbgut unkontrolliert an Wild-Typ-Organismen (genetisch nicht verändert) weitergegeben wird. Das könnte die gesamte Wild-Population einer Art mutieren lassen.

Raumfahrt und Uramerikaner

Berge und eisige Ebenen auf dem Pluto

NASA/JHUAPL/SwRI

Nahaufnahme von Pluto

Als weitere wesentliche Fortschritte in der Wissenschaft werden von "Science" folgende Projekte genannt: Die Raumsonde "Dawn" der US-Raumfahrtbehörde NASA besuchte mit Ceres im März den ersten Zwergplaneten im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Und im Sommer passierte die "New Horizons"-Mission der NASA den Eiszwerg Pluto am Rand unseres Sonnensystems.

Eine Genanalyse hatte die Herkunft des etwa 8.500 Jahre alten "Kennewick-Mannes" in den Vereinigten Staaten geklärt. Er war eng mit amerikanischen Ureinwohnern im US-Bundesstaat Washington verwandt. Seit dem Fund 1996 streiten Indianer der Region und Wissenschaftler um das Skelett - letztere wollen es erforschen, erstere sehen darin einen Urahnen und wollen ihn rituell bestatten. Die Studie bestätigte auch, dass die amerikanischen Ureinwohner direkt von Asiaten abstammen, die vor etwa 15.000 Jahren die Beringstraße überquerten.

Selbstkritik und neue Menschart

Mit einer Nennung anerkannt wurden auch Bemühungen von Psychologen, ihre wissenschaftlichen Studien zu verbessern. Weil sich seit 2011 zahlreiche psychologische Studien als fehlerhaft und nicht reproduzierbar erwiesen haben, überprüften 270 Psychologen hundert Untersuchungen. Nur 39 Prozent bestanden den Doppelcheck. Künftig soll nun ein neuer, verbindlicher Kanon zum Studienablauf solche Schwächen verhindern.

Fingerknochen von Homo naledi

Tracy L. Kivell, Nature Communications

Fingerknochen von Homo naledi.

Als weiteres Highlight wird auch die Entdeckung einer bisher unbekannten Menschenart in Südafrika genannt: Der zierliche Homo naledi, Sternen-Mensch. Sein Alter ist noch unklar. Schließlich wurden von "Science" auch neue Erkenntnisse zu riesigen Magmakammern in der Erdkruste, Arbeiten zur Entwicklung eines Ebola-Impfstoffes (VSV-ZEBOV) mit einer Schutzrate von zumindest 75 Prozent, die Produktion von Opioiden in genetisch veränderten Hefezellen und die Entdeckung von Lymphgefäßen im Gehirn und der experimentelle Nachweis der von Albert Einstein beschriebenen "spukhaften Fernwirkung" in der Quantenmechanik als neue Errungenschaften angeführt.

science.ORF.at/APA/dpa

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