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Mittwoch, 07.12.2016
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Forschungs-Highlights 2015 gekürt

Fachmagazin "Science" macht Genschere CRISPR zum Durchbruch des Jahres

Die Mission zum Pluto, der Homo naledi und der erste Ebola-Impfstoff – sie gehören zu den Top Ten der Forschung 2015. Der Durchbruch des Jahres aber ist nach Ansicht der "Science"-Redaktion die Genschere "CRISPR". Denn mit dieser Methode gibt es erstmals ein Werkzeug, mit dem sich das Erbgut eines Organismus einfach, gezielt und erschwinglich manipulieren lässt. Das eröffnet der Biomedizin ganz neue Chancen, macht aber auch ethisch bedenkliche Eingriffe erschreckend einfach.

Die Highlights des Jahres 2015, gekürt vom Fachmagazin "Science"

Lange Zeit war das Verändern oder Editieren von Genen im Erbgut eine ziemlich mühsame und teure Angelegenheit. Denn dazu musste exakt das richtige Genstück ausgeschnitten und gegebenenfalls ersetzt werden – eine Leistung, die wegen der mangelnden Treffsicherheit solcher Methoden häufig schiefging. Gerade Studien zur Gentherapie kämpften mit unerwünschten Krebsfällen und anderen Nebenwirkungen.

Genmanipulation wird einfach


Doch dann entdeckten Forscher vor einigen Jahren einen Mechanismus, durch den Bakterien sich gegen Virenangriffe wehren: sogenannte "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats" in ihrem Erbgut – kurz CRISPR. Diese Genabschnitte besitzen zusammen mit dem Enzym Cas9 die Fähigkeit, fremde DNA-Sequenzen gezielt an eine ganz bestimmte Stelle des Erbguts einzusetzen. Den Bakterien dient CRIISPR/Cas9 als eine Art Gen-Gedächtnis für vergangene Virenangriffe.

Für Genetiker und Biotechnologen aber ist es das Werkzeug, auf das sie schon lange gewartet haben. Es ist genau, günstig und so einfach einzusetzen, dass selbst Gentechnik-Laien den Dreh schnell raus haben. Längst gibt es sogenannte "Biohacker", die im heimischen Garagenlabor an lebenden Zellen herummanipulieren – kein sehr beruhigender Gedanke. Forscher vergleichen die Bedeutung dieser Methode mit der des Volkswagen für die Automobil-Industrie – sie wird zur Allerweltstechnologie.


Chance und Risiko zugleich


Der medizinischen Forschung eröffnet CRISPR völlig neue Möglichkeiten. Schon haben Forscher mit seiner Hilfe Krankheitsgene aus Mäuse-Erbgut entfernt, virenresistente Schweine gezüchtet und Stechmücken ein Gen eingeschleust, dass sie zu ungeeigneten Wirten für den Malaria-Erreger macht. Auch die Gentherapie am Menschen und sogar Eingriffe in die Keimbahn werden mit CRISPR einfacher – was ethisch bedenklich ist und höchst umstritten ist.

In April sorgten chinesische Forscher für Aufsehen, als sie mittels CRISPR/Cas9 erstmals das Erbgut menschlicher Embryonen editierten. In ihrer umstrittenen Studie ersetzen sie das mutierte Gen, das die erbliche Blutkrankheit Thalassämie verursacht. Ebenfalls eher besorgniserregend ist die Möglichkeit, durch CRISPR eine Art mutagene Kettenreaktion auszulösen, die Genveränderungen schnell und effektiv an folgende Generationen überträgt.

Erst vor wenigen Tagen diskutierten Forscher daher auf einem internationalen Meeting, wie die Nutzung von CRISPR künftig reguliert werden könnte. Denn bisher gibt es keine weltweit gültigen Regelungen, die einen Missbrauch oder riskante Experimente verhindern könnten. Zwar ist die Keimbahn-Manipulation des Menschen in Deutschland und einigen andern Ländern verboten, in China und einigen anderen Ländern jedoch gilt dies nicht.

In dieser Falschfarben-Aufnahme leuchtet Pluto fast psychedelisch bunt

In dieser Falschfarben-Aufnahme leuchtet Pluto fast psychedelisch bunt

Besuch am Pluto und ein Ebola-Impfstoff


Aber CRISPR ist nicht das einzige Highlight des Jahres 2015. Unter den herausragenden Durchbrüchen ist auch die Mission der NASA-Raumsonde New Horizons zum Pluto. Die von der Sonde übermittelten Daten und Bilder haben unser Bild dieses fernen Zwergplaneten völlig auf den Kopf gestellt. Denn Pluto besitzt fließende Gletscher, einen blauen Himmel mit Wolken und vielleicht sogar aktive Eisvulkane.

Herausragend war in diesem Jahr zudem der erste Einsatz eines Impfstoffs gegen Ebola. Die gegen Ende der Ebola-Epidemie in Guinea getestete Vakzine schützte zwischen 75 und 100 Prozent der Geimpften gegen das Ebola-Virus und verhinderte so erfolgreich eine Ausbreitung der Seuche.

Homo naledi und der Kennewick Man


Ebenfalls unter den Highlights ist die Entdeckung des Homo naledi – einer neuen Menschenart, die einer der frühesten Vertreter der menschlichen Gattung sein könnte. Wann genau dieser Frühmensch jedoch lebte und wie er mit uns verwandt ist, bleibt bisher rätselhaft.

Schädel des Homo naledi von vorne

Schädel des Homo naledi von vorne

Weiterhin rätselhaft bleibt auch der Kennewick Man – das 8.500 Jahre alte, in den USA entdeckte Skelett eines Mannes, der verblüffend europäisch aussah. Im August 2015 enthüllte nun die erste DNA-Analyse dieser Überreste, dass der Kennewick Man zwar europäisch aussah, aber dennoch eindeutig indianischer Abstammung war.

Opiate aus dem Reagenzglas und Psycho-Studien


Ebenfalls als Durchbruch sehen die Editoren der "Science" die erste Produktion von Opiaten im Reagenzglas: Nach jahrzehntelangen Versuchen ist es Forschern gelungen, Bierhefe genetisch so zu manipulieren, dass sie aus Traubenzucker und ein paar weiteren Zutaten Opioide herstellt. Das könnte die Produktion von Schmerzmitteln erleichtern, weckt aber auch die Sorge, dass diese Methode künftig auch zur Drogenproduktion missbraucht wird.

Ein weiterer Durchbruch betrifft das Feld der Psychologie: Bisher galten Studien in diesem Bereich als kaum reproduzierbar, was dem Fachgebiet einige Skandale und keinen sehr guten Ruf bescherte. Eine Gruppe von 270 Psychologen hat dies nun geändert: Systematisch haben sie 100 in Top-Journalen erschienene Studien überprüft und so belegt, dass sich auch Studien in diesem Bereich replizieren lassen.

Tiefpunkt des Jahres: die Zerstörung von Palmyra


Den Tiefpunkt des Jahres sieht die "Science" in der Zerstörung der einzigartigen Ruinen von Palmyra in Syrien. Rund 2.000 Jahre lang überstanden die Säulen des Ball-Tempels und andere Relikte der Antike Kriege, Naturkatastrophen und andere Ereignisse. Doch gegen den Sprengstoff und die Zerstörungswut der Terrormiliz Islamischer Staat (IS) waren sie machtlos.

"Palmyra symbolisiert alles, was die Extremisten verabscheuen: kulturelle Vielfalt, den Dialog zwischen Kulturen und die Begegnung von Menschen verschiedenster Herkunft in dieser Karawanenstadt zwischen Europa und Asien", sagte UNESCO-Generaldirektorin Irina Bokova im Oktober 2015 nach der Zerstörung des antiken Triumphbogens von Palmyra. (Science, 2015; doi: 10.1126/science.aad7554)
(American Association for the Advancement of Science, 18.12.2015 - NPO)
 
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