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Geschützte Erbinformation: Wettlauf um die Gen-Zauberformel

Von Cinthia Briseño

Patente auf Gene sorgen für ständigen Streit. Aber kommt es auf sie überhaupt an? Einzelne DNA-Sequenzen sind von geringem Nutzen für die Entwicklung von Medikamenten. Entscheidend ist das Zusammenspiel - das hat auch die Pharmaindustrie inzwischen verstanden.

Das Wissen um die DNA: Was Gene verraten Fotos
Corbis

Robert Sweet, betagter Bezirksrichter in New York, kennt keine Scheu vor klaren Worten. Den Krieg der USA gegen den Drogenhandel etwa kritisiert er auf schärfste. Er sei "teuer, ineffizient und gefährlich"; nur Kartelle und Gangs würden von den derzeitigen Drogengesetzen profitieren. Die berühmte Kalorien-Klage dicker Kinder, die McDonald's die Schuld für ihre Fettleibigkeit in die Schuhe schieben wollten, wies Sweet gnadenlos ab. Es sei nicht Aufgabe des Gerichts, Menschen vor ihren eigenen Exzessen zu schützen, sagte Sweet damals.

Ende März sorgte der 88-Jährige erneut für Aufsehen: Überraschenderweise annullierte Sweet die Patente des US-Konzerns Myriad Genetics auf die zwei Gene BRCA1 und BRCA2, die mit einem erhöhten Risiko für Brustkrebs in Verbindung gebracht werden. Jeder Mensch trägt diese Gene. Finden sich bei Frauen jedoch bestimmte Veränderungen in der DNA-Sequenz, ist das Krebsrisiko erhöht. Myriad Genetics hält die Verwertungsrechte für diese Sequenzen und vertreibt weltweit Tests, mit denen man feststellen kann, ob die Gene verändert sind oder nicht.

Über das Urteil von Robert Sweet war die Biotech-Gemeinde schockiert. Seither ist der Streit um Genpatente neu entfacht. Kürzlich wurde er von der Brokkoli-Revolte, der Debatte um die Patentierung von Pflanzen und Tieren, zusätzlich befeuert.

Eine der Streitfragen lautet: Kann man DNA-Sequenzen, also einzelne Abschnitte im Genom des Menschen, patentieren?

Diese Frage beantwortete Sweet klar mit einem Nein. "Myriad Genetics hat die Sequenzen weder erfunden noch an ihrer Funktion etwas geändert", erklärte der Richter bei der Urteilsverkündung. Die isolierte DNA unterscheide sich nicht maßgeblich von der DNA, die in der Natur existiere.

Welchen Sinn aber macht die Patentierung von Genen überhaupt noch? Die rasanten Fortschritte in der Molekularbiologie haben längst zutage gebracht, dass die reine Sequenz, also die Abfolge der Bausteine A, C, T und G, in unseren Genen nicht allein über unsere Gesundheit entscheidet. Überall im Erbgut haben Wissenschaftler inzwischen molekulare Schalter entdeckt, die die Arbeitsweise der Gene verändern und darüber entscheiden, ob ein Gen aktiv oder stillgelegt ist. Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms vor zehn Jahren war eher ein technischer Meilenstein, weniger aber ein inhaltlich beeindruckendes Werk der Wissenschaft.

Chemische Muster auf der DNA

Viele Molekularbiologen sehen die Sequenz des menschlichen Erbguts deshalb eher als eine Art Inventarliste, wie es etwa der Biochemiker Thomas Tuschl von der New Yorker Rockefeller University formuliert. Sie sage nichts darüber aus, wie und zu welchem Zeitpunkt welche Gene aktiv sind und wie sie sich gegenseitig beeinflussen.

Genau das versuchen Hunderte von Forschern weltweit herauszufinden - das Gebiet der Epigenetik ist in den vergangenen Jahren rasant gewachsen. Immer öfter stellen Forscher fest, dass die Gene das körperliche Werden und Vergehen des Menschen keineswegs schicksalhaft festlegt - sondern verblüffend stark äußeren Einflüssen unterliegen. Schadstoffe, Nahrungsmittel und der eigene Lebensstil sind nur einige davon. Zahlreiche weitere Mechanismen steuern die Arbeitsweise der Gene.

Der wohl wichtigste ist die sogenannte Methylierung (siehe Grafik links): Dabei handelt es sich um die chemische Veränderung der Gene. Bestimmte Enzyme in der Zelle haften Methyl-Gruppen an DNA-Abschnitte. Auf diese Weise werden beispielsweise Gene, die lediglich für die Funktion von Nervengewebe wichtig sind, durch Methylierung in den anderen Zellen stillgelegt.

Diesen epigenetischen Mechanismen ist die Wissenschaft auf der Spur, sie kennt aber vermutlich längst noch nicht alle - zu komplex sind die Vorgänge, als dass sie ihre Rätsel schnell preisgeben würden.

Die bloße Gensequenz hat in den letzten Jahren ihre dominante Rolle eingebüßt. Zwar sind etwa 20 Prozent aller menschlichen Gene inzwischen patentiert, doch mit dem wissenschaftlichen Fortschritt der Epigenetik ist auch die Zahl der Patentanträge auf Gensequenzen in den letzten Jahren zurückgegangen.

Patente auf Gene sind sowohl in den USA als auch in Deutschland zulässig. Zwar werden sie offiziell nur dann vergeben, wenn die Genfunktion entschlüsselt und die Information der Sequenz in bestimmten Verfahren eingesetzt werden kann. In der Realität sind diese Grenzen jedoch schwammig und werden von den Patentämtern nicht immer korrekt interpretiert. Inwieweit die New Yorker Entscheidung tatsächlich Einfluss auf die künftige Patentpraxis hat, wird sich vermutlich erst später entscheiden - wenn der amerikanische Supreme Court das juristisch letzte Wort gesprochen hat. Myriad Genetics hat bereits Revision angekündigt, das Verfahren läuft.

In Europa hatte die Firma bereits vor einigen Jahren seine Monopolstellung auf die genetischen BRCA-Tests verloren. Nach einem Protest von Medizinern und Wissenschaftlern modifizierte das Europäische Patentamt die Verwertungsrechte. Jetzt haben die gleichen Proteste auch in den USA zu einem ähnlichen Erfolg geführt.

Einfluss auf das Gen-Orchester

Alles in allem dürfte das Urteil vorerst nur einen Teil der Biotechbranche, weniger die Pharmaindustrie betreffen. Denn bisher sind die geschützten Erbgutsequenzen nur in der Diagnose einsetzbar, nicht aber in der Behandlung von Krankheiten.

Die Pharmaindustrie hat inzwischen verstanden, dass einzelne Gensequenzen von geringem Nutzen für die Entwicklung neuer Medikamente im Kampf gegen Krebs, Demenz oder Herz-Kreislauferkrankungen sind - und ist schon einen Schritt weiter. Sie ist am Zusammenspiel der Gene interessiert, daran, wie das Erbgut-Orchester dirigiert wird - und wie man es beeinflussen kann, um Krankheiten zu heilen.

So ist im Lauf der Jahre ein neuer Zweig erwachsen, von dem sich die Branche mitunter viel verspricht: "Pharmaco-epigenomics". Viele Forscher glauben, dass die epigenetische Fehlsteuerung in der Zelle eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Krankheiten wie etwa Krebs spielt. Krebsauslösende Substanzen etwa können die Methylierungsmuster auf der DNA beeinflussen. Diesen Effekt hat man schon bei einigen Substanzen nachgewiesen, die beispielsweise im Rauch von Zigaretten enthalten ist.

Nun setzen Wissenschaftler darauf, dass die epigenetischen Veränderungen auch umkehrbar sind, und dass man mit den richtigen Medikamenten die molekularen Schalter wieder zurückstellen kann. Etwa, indem man jene Enzyme hemmt, die für die Methylierung der DNA sorgen. Doch wie es so oft in der Medizin der Fall ist: Ob und bis die Pharmaindustrie die Erkenntnisse aus der Epigenetik für die Herstellung von Medikamenten - die in die Gen-Steuerung eingreifen - verwerten kann, werden noch sehr viele Jahre vergehen.

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Forum - Dumm, dick, unglücklich – sind an allem die Gene Schuld?
insgesamt 638 Beiträge
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1. hajo
Websingularität 07.08.2010
Was heißt hier Schuld? Die Gene sind halt wie sie eben sind. Dumm, groß, klug, schlank, krank, gesund, ... Jedem Individuum wurde von der Natur sein/ihr spezielles DNA-Molekül zugeordnet. Mit dem Erbgut muss man halt leben. Ausser man macht Gentherapie :) Was weiß ich, wie viele Kombinationen in so einem DNA-Strang möglich sind. Jeder von uns steht für eine Möglichkeit aus diesen Kombinationen.
2. .
Kermit2 07.08.2010
Es gibt aber doch auch Menge an Geschwistern, die vom Charakter etc. stark unterschiedlich sind. Wenn das alles an den Genen liegen würde, wäre das wohl nicht so. Bei Geschwistern sind die Rahmenbedingungen bei Erziehung ja doch ähnlich !
3.
merapi22 07.08.2010
Zitat von sysopDiäten, Coaching, Therapie - die angeboten Mittel sind vielfältig, sie sollen uns attraktiver, erfolgreicher und glücklicher machen. Aber was bringt dies alles wirklich? Sind wir vor allem durch unsere Gene programmiert und geprägt? Oder ist jeder nach wie vor seines Glückes eigener Schmied?
In der Zwillingsforschung hat man festgestellt, dass die Gene uns zu über 80% prägen! Jeder Mensch hat Stärken und Schwächen, man sollte die Begabungen herauskehren und lernen geschickt die Schwächen zu überspielen. So kann ein jeder all seine Träume verwirklichen. Als Tipp die Messlatte nicht zu hoch legen, dann überspringt man leichter alle Hindernisse!
4.
Sponator 07.08.2010
Zitat von Kermit2Es gibt aber doch auch Menge an Geschwistern, die vom Charakter etc. stark unterschiedlich sind. Wenn das alles an den Genen liegen würde, wäre das wohl nicht so. Bei Geschwistern sind die Rahmenbedingungen bei Erziehung ja doch ähnlich !
Ihnen ist aber schon bekannt, dass sich Geschwister (mitunter deutlich) genetisch voneinander unterscheiden können? Ansonsten werden wissenschaftliche Ergebnisse aus Zwillungsstudien etwa zur Vererbung der Intelligenz konsequent nicht beachtet, wahrscheinlich weil man sich den sozialpolitischen Implikationen aus Gründen der Political Correctness nicht stellen möchte. http://en.wikipedia.org/wiki/Heritability_of_IQ
5. Buch "Der zweite Code"
Roger Meier 08.08.2010
Wer das was im Spiegel-Artikel steht etwas ausfühlicher haben will, dem sei das Buch "Der zweite Code: Epigenetik - oder Wie wir unser Erbgut steuern können" von Peter Spork empfohlen.
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Illustration Leonello Calvetti für den SPIEGEL; Foto Axel Martens für den SPIEGEL
Heft 32/2010:
Der Sieg über die Gene
Klüger, gesünder, glücklicher: Wie wir unser Erbgut überlisten können

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Das Erbgut
Genom
Das Genom bezeichnet das gesamte Erbgut eines Organismus. Außer bei einigen Viren besteht es immer aus DNA (Desoxyribonukleinsäure). Das Genom beinhaltet den Bauplan für die Produktion sämtlicher Proteine (Eiweißmoleküle), die ein Organismus zum Leben benötigt. Ein Gen ist ein Sequenzabschnitt auf dem Genom und beinhaltet die Erbinformation für ein Protein. Die einzelnen Bausteine der DNA sind vier verschiedene Basen: A, C, T und G.
Messenger-RNA (mRNA)
Die mRNA ist eine Art Genabschrift oder Blaupause der DNA. Nur die mRNA kann von den Proteinfabriken der Zellen, den sogenannten Ribosomen gelesen werden. Sie gibt ihnen vor, in welcher Reihenfolge Aminosäuren - die Bausteine von Proteinen - für das jeweilige Protein zu verknüpfen sind.
Codon
Ein Codon ist eine Folge von drei Bausteinen (Nukleotiden oder Basen) der DNA und analog auch der mRNA. Ein Codon steht für eine bestimmte Aminosäure oder als Stoppsignal, welches das Ende einer Bauanweisung für ein Protein kennzeichnet.
Genetischer Code
Der genetische Code ist die Zuordnung der Basen-Dreiergruppen und der Aminosäuren. Da vier verschiedene Basen zur Auswahl stehen, umfasst der genetische Code insgesamt 64 Codons. Für die meisten Aminosäuren gibt es daher mehr als ein Codon. So stehen beispielsweise die Codons CAG und CAA für die gleiche Aminosäure, die Glutaminsäure.
Transfer-RNA (tRNA)
Die tRNAs übernehmen eine Adapterfunktion beim Bau der Proteine: Jede tRNA hat auf der einen Seite jeweils ein sogenanntes Anticodon, das passend zum Codon auf der mRNA ist. Auf der anderen Seite ist sie mit der zugehörigen Aminosäure beladen. Auf diese Weise wird der genetische Code auf der mRNA abgelesen und in die entsprechende Aminosäurekette zum Protein verwandelt. Dieser Prozess geschieht in den Ribosomen.

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Maßgeschneidertes Leben: Bakterium erschaffen

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