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Gentechnik: Ausschaltknopf für genetisch veränderte Organismen

Dass genetisch veränderte Organismen sich unkontrolliert in der Umwelt ausbreiten, gilt als großes Risiko. Doch Wissenschaftler entwickeln Gegenmaßnahmen.
Analyse von DNA

Eine elegante Methode, genetisch veränderte Organismen nach Belieben gezielt zu vernichten, haben Wissenschaftler um Clement Chang vom Massachusetts Institute of Technology entwickelt. Das Verfahren basiert auf zwei genetischen Schaltern, mit deren Hilfe ein beliebiges Signal von außen einen Organismus tötet. Der erste Schalter namens "Passcode" detektiert ein Signal außerhalb des Organismus – zum Beispiel einen bestimmten Stoff – und leitet das Signal an den zweiten Schalter weiter. Der heißt "Deadman" und lässt die Zellen ein Gift produzieren, das den veränderten Organismus tötet, sobald das Signal des ersten Schalters fehlt. Die beiden Module sind so angelegt, dass sie auch unabhängig voneinander mit anderen Signalen funktionieren – dadurch kann man, so die Forscher, Signal und Toxin so auswählen, dass das Verfahren anderen Lebewesen nicht schadet.

Der Deadman-Schalter ist ein Transkriptionsfaktor, der mit einem anderen Molekül interagiert und dabei verhindert, dass ein Toxin-Gen abgelesen wird – verschwindet das Partnermolekül, liest die Zelle das tödliche Gen aus und stirbt. Die Strategie kam schon im Roman "Jurassic Park" zu literarischen Ehren, wo sie allerdings nicht funktionierte. Passcode ist im Grunde eine Weiterentwicklung der Deadman-Methode mit DNA-steuernden Molekülen, die aus zwei Teilen zusammengesetzt sind. Ein Teil reagiert spezifisch auf ein Signal aus der Umwelt, während der zweite Teil eine spezifische Erbgutsequenz blockiert oder aktiviert. Von diesen Teilen gibt es unterschiedliche Varianten. Dadurch lassen sich verschiedene Signale und genetische Effekte untereinander kombinieren. Bisher funktioniert die programmierte Tötung nur bei Bakterien der Art E. coli, doch im Prinzip funktioniert das Verfahren auch bei höheren Lebewesen wie zum Beispiel genetisch veränderten Nutzpflanzen, so die Wissenschaftler.

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