Naturidentische Gentechnik: kein Zulassungsverfahren für Genom Editing Champignons in den USA

Champignons_AgaricusFoto links: Zuchtchampignons (Agaricus bosporus), die man in jeder Gemüseabteilung von Supermärkten findet. Fotograf Darkone, Quelle Wikimedia commons.


Nun ist es soweit. Die oberste amerikanische Agrarbehörde USDA hat entschieden, dass ein Zucht-Champignon (Agaricus bisporus), der mit der neuen Genome Editing Methode CRISPR/Cas konstruiert wurde, kein spezielles Zulassungsverfahren passieren muss, um kommerziell angebaut und vermarktet zu werden. Ein besonderes Labeling des genetisch veränderten Pilzes ist ebenfalls nicht erforderlich. Damit wird der neue Pilz behandelt wie eine normale Pilzsorte, die durch konventionelle Züchtung entstanden ist. Bald also könnte die bahnbrechende Technik des Genome Editing auf amerikanischen Tellern landen.

Der Pflanzenpathologe Yinong Yang von der Pennsylvania State University hat bei dem Zucht-Champignon mittels CRISPR (sprich „krisper“) lediglich ein paar Basenpaare aus einem Gen für das Enzym Polyphenoloxidase herausgeschnitten. Dieses Enzym verursacht die altersbedingte Bräunung der hellen Champignons, insbesondere, wenn sie in verarbeiteten Produkten angeschnitten werden. Da der Pilz mehrere Kopien dieses Gens hat, führt dies nicht zu einem völligen Verlust des Enzyms sondern lediglich zu einer reduzierten Konzentration im Pilzgewebe. Dadurch wird die Bräunung verzögert, die Pilze erscheinen länger frisch und lassen sich so besser vermarkten.

Begründet wird die Gleichbehandlung konventioneller und mit CRISPR konstruierter Pilz-Sorten damit, dass die Veränderung des Genoms, die durch CRISPR erzeugt wurde, nicht von einer Veränderung durch konventionelle Zuchtprozesse unterschieden werden kann.

Es wurde kein Gen aus einer anderen Art in den Pilz transferiert. Außerdem befinden sich in dem Genom des fertigen Pilzes keinerlei künstliche Genkonstrukte, die oft als gentechnische Werkzeuge eingesetzt werden. In dem Prozess der Züchtung wird zwar ein genetisches Konstrukt aus der Enzymschere (Cas9) und der „Zielvorrichtung“ (single guide RNA) in die Pilzzellen eingeführt. Diese befinden sich aber nicht mehr in dem fertigen Organismus. Der fertige Pilz unterscheidet sich von der Ausgangssorte lediglich darin, dass maximal 14 Basenpaare der DNA herausgeschnitten wurden. Dieser Unterschied könnte auch das Resultat natürlicher Evolution oder konventioneller Züchtung gewesen sein. Allerdings ermöglichte das Genome Editing diese Veränderung in zielgerichteter Weise und im Vergleich auch zu älteren gentechnischen Verfahren in rasender Geschwindigkeit und mit geringen finanziellen Mitteln.

Die Gleichbehandlung konventionell gezüchteter und mit Genome Editing erzeugter Sorten liegt in dem Bewertungsansatz der USDA begründet, der sich auf das Endprodukt der Züchtung bezieht. Setzt man Kriterien an, die sich auf das Endprodukt der Züchtung beziehen, und ist das Ergebnis bei Gentechnik und klassischer Züchtung das Gleiche, kann man beide nicht verschieden behandeln. In diesem Fall müsste man entweder sowohl konventionell gezüchtete als auch durch CRISPR erzeugte Pilze einem Zulassungsverfahren unterziehen oder beide Pilzsorten von der Zulassung ausnehmen. Damit ist die Position der USDA durchaus konsequent.

Kontroverse in der EU: Ist CRISPR Gentechnik oder nicht?

In der EU herrscht zur Zeit eine Kontroverse ob CRISPR unter die Zulassungsrichtlinie für gentechnisch veränderte Organismen fällt oder nicht. Befürworter von CRISPR lehnen die Bezeichnung „Gentechnik“ für diese Züchtungsmethode ab. Zu den Befürwortern zählt auch Detlef Wiegel vom Max Planck Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen, der aufgrund des naturidentischen Produkts von CRISPR folgende Meinung vertritt: „We thus do not see a reason for considering genome edited plants as genetically modified organisms“.

Auch Urs Niggli, Direktor des Forschungsinstituts für biologischen Landbau (FiBL), möchte den Begriff Gentechnik vermeiden. In einem aktuellen Artikel der taz äußert er sich folgendermaßen: „Ich unterstütze das Anliegen der Bioverbände, dass die Züchtungsmethode gekennzeichnet wird. Wenn man aber „gentechnisch verändert“ draufschreibt, ist die Methode gestorben, bevor man sie kennt. Denn kaum jemand in Europa würde solche Lebensmittel kaufen. Vielleicht könnte man eine neue Kennzeichnung einführen, zum Beispiel „CRISPR/Cas““.

Die breite Öffentlichkeit in der EU lehnte bisher Gentechnik bei Lebensmitteln ab. Die Entwickler der Technik befürchten deshalb eine Vorverurteilung der neuen Technologie. Dabei haben sie wahrscheinlich nicht unrecht. Außerdem befürchten sie einen komplizierten Zulassungsprozess, wenn CRISPR als Gentechnik im Sinne der EU-Gesetzgebung gilt.

Gentechnik-Kritiker, wie die deutschen Bio-Verbände, gehen dagegen davon aus, dass es sich bei CRISPR  um Gentechnik handelt, und fordern eine Zulassungsregulierung von Organismen, die durch CRISPR erzeugt wurden.

Damit stellen sich zwei zentrale miteinander verbundene Fragen:

  1. Ist das CRISPR/Cas Verfahren der Gentechnik zuzuordnen?
  2. Unterliegen durch CRISPR/Cas gezüchtete Organismen (wie der Zucht-Champignon) einem speziellen Zulassungsverfahren in der EU?

CRISPR ermöglicht naturidentische Gentechnik

Es mag einige Grenzfälle bei verschiedenen Züchtungstechniken geben, bei denen unklar ist ob es sich um Gentechnik handelt (Protoplastenfusion, Hybridtechnik). Für CRISPR ist die Sache aber entgegen anderslautender Aussagen eindeutig. Das Cas9-Enzym wird zusammen mit der synthetisch hergestellten guide RNA durch Menschen in die Zelle eingeschleust und verändert zielgerichtet das Genom. Wenn das nicht Gentechnik ist, was dann? Das gleiche gilt für die Bezeichnung des Organismus. Es handelt sich um einen gentechnisch veränderten Organismus (GVO), weil er durch einen gentechnischen Prozess entstanden ist und zwar selbst dann, wenn man das dem fertig konstruierten Genom nicht ansieht. Bei CRISPR handelt es sich, wenn es wie in dem Beispiel mit dem Zucht-Champignon eingesetzt wird, um eine „naturidentische Gentechnik“. Dies ist in etwa vergleichbar mit den den zwar synthetisch hergestellten aber eben von den natürlichen Stoffen nicht unterscheidbaren Aromazusätzen in Lebensmitteln. Der Entstehungsprozess ist also künstlich, aber das Resultat nicht von Organismen unterscheidbar, die durch natürliche Evolution oder durch konventionelle Züchtung entstanden sind. Im Prinzip ist naturidentische Gentechnik auch mit anderen Methoden als CRISPR umsetzbar, aber CRISPR macht es den Pilz- und Pflanzenzüchtern wesentlich einfacher.

Ist CRISPR nach EU-Recht zulassungspflichtig?

Ob CRISPR nach EU-Recht zulassungspflichtig ist, hängt von den entsprechenden EU-Richtlinien ab. Die EU-VERORDNUNG Nr. 1829/2003 über genetisch veränderte Lebensmittel und Futtermittel
 beruft sich bei der Definition von GVOs auf die Richtlinie 2001/18/EG. Demgemäß ist ein GVO „ein Organismus mit Ausnahme des Menschen, dessen genetisches Material so verändert worden ist, wie es auf natürliche Weise durch Kreuzen und/oder natürliche Rekombination nicht möglich ist“. Damit würde, wenn man CRISPR „naturidentisch“ einsetzt, also nicht für den Transfer von Genen über Artgrenzen hinweg und gentechnische Hilfskonstrukte im finalen Zuchtprodukt entfernt, nicht unter die Regulation fallen. Damit ist die EU-Richtlinie auch nicht konsequent prozessbezogen, wie oft behauptet wird. Um eine klare Prozessbezogenheit umzusetzen, müsste die Richtlinie geändert werden.

Ein Verzicht auf das Potential von Genome Editing in der Pflanzenzucht ist stark begründungsbedürftig

Der Bio-Forscher Urs Niggli hat berechtigterweise auf das Potenzial von CRISPR für die ökologische Züchtung hingewiesen. Die ökologische Züchtung ist notwendig, um Sorten zu bekommen, die an eine ökologische Landwirtschaft angepasst sind. Bisher muss die ökologische Landwirtschaft oft auf Sorten zurückgreifen, die für die industrielle Landwirtschaft optimiert sind. Wenn sich die ökologische Züchtung aber alleine auf konventionelle Züchtungsmethoden verlässt, wird dies lange Zeiträume brauchen und viele Ressourcen verschlingen, bis man am Ziel ist. CRISPR öffnet möglicherweise den Weg in eine hoch effiziente und regional angepasste ökologische Züchtung. Viele Nutzpflanzen stecken in genetischen Sackgassen, da sie Jahrzehnte lang einseitig auf Ertrag und Haltbarkeit („shelf life“) gezüchtet wurden, wie z.B. die Banane. Auf eine solche Gelegenheit wie CRISPR zu verzichten, ist stark begründungsbedürftig und es reicht hier nicht mit simplen „keine Gentechnik“-Parolen zu arbeiten. Verweise auf mögliche Risiken der naturidentischen Gentechnik müssten genauso für die konventionelle Züchtungstechnik gelten, weil sie eben die gleichen Veränderungen hervorrufen wie naturidentische Gentechnik und damit potentiell auch die gleichen Risiken und Nutzen erzeugen.

Gleichzeitig kann man aber fundamentale Bedenken auch nicht einfach wegwischen. Unabhängig von den Risiken oder Nutzen einer Technik müssen wir uns ernsthaft fragen, wie wir mit der Natur und dem Leben umgehen wollen.

Differenzierte Regulierung

Möglich wäre z.B. eine differenzierte Regulierung von CRISPR. CRISPR würde demnach nicht reguliert, wenn es „naturidentische“ Züchtungsziele umsetzt. Werden dagegen Veränderungen vorgenommen, die natürlicherweise unmöglich bzw. unwahrscheinlich sind (z.B. Transfer mehrerer Gene gleichzeitig über Artgrenzen hinweg) sollte CRISPR einem Zulassungsverfahren unterzogen werden. Dies entspricht wohl in etwa den Vorschlägen, die Detlef Wiegel in seinem Entwurf für eine Reform der Gentechnik-Regulierung macht.

Transparenz auch bei naturidentischer Gentechnik

Unabhängig davon, ob CRISPR-Gentechnik ein spezielles Zulassungsverfahren durchlaufen muss, ist es meiner Meinung nach unumgänglich die derartig entstandenen Lebensmittel zu kennzeichnen, und zwar so, dass dies jeder versteht. Mit kryptischen Kürzeln wie „CRISPR/Cas9“ können die meisten nichts anfangen. „Gentechnik“ verstehen die meisten Menschen und es ist definitiv der angemessene Begriff für CRISPR und Genom Editing.

Die Züchtungsziele sind wichtig, egal welche Zuchtmethode verwendet wird

Um wieder auf die Champignons zurückzukommen: Wenn wir neue Sorten von Gemüse und Obst züchten, sollte es nicht nur um die Technik, sondern auch um die Ziele der Züchtung gehen. Ich finde, dass wir auf langsam bräunende Pilze  gut verzichten können, da diese Modifikation den Alterungsprozess von Lebensmitteln verschleiert. Solche Lebensmittel brauchen wir nicht, egal ob sie durch naturidentische Gentechnik oder herkömmliche Züchtung erzeugt wurden.

Für die Hinweise über die neusten Entwicklungen im Bereich Genom Editing bedanke ich mich bei Bartosz Bartkowski (hier ist sein lesenswerter blog Skeptische Ökonomie).

Für mehr Hintergrundinformationen könnt ihr folgenden Links folgen:

Wissenschaftliche Einstiegsliteratur zu CRISPR/Cas

Belhaj, K., Chaparro-Garcia, A., Kamoun, S., Patron, N. J., & Nekrasov, V. (2015). Editing plant genomes with CRISPR/Cas9. Current opinion in biotechnology32, 76-84.

Bortesi, L., & Fischer, R. (2015). The CRISPR/Cas9 system for plant genome editing and beyond. Biotechnology advances33(1), 41-52.

Laible, G., Wei, J., & Wagner, S. (2015). Improving livestock for agriculture–technological progress from random transgenesis to precision genome editing heralds a new era. Biotechnology journal10(1), 109-120.

Selle, K., & Barrangou, R. (2015). CRISPR‐Based Technologies and the Future of Food Science. Journal of food science80(11), R2367-R2372.

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11 Gedanken zu „Naturidentische Gentechnik: kein Zulassungsverfahren für Genom Editing Champignons in den USA

  1. Danke für die Werbung;-) Generell stimme ich dir zu, bis auf einen Punkt: ich finde es nicht sinnvoll, CRISPR/Cas-Produkte grundsätzlich als „Gentechnik“ zu labeln. Dieser Begriff ist in Europa eindeutig negativ konnotiert und gleichzeitig extrem unpräzise, denn er unterscheidet nicht zwischen bspw. Gene Silencing, Trans- und Cisgenese. Gleichzeitig beinhaltet er nach der üblichen Definition Mutagenese nicht. Dabei würde ich annehmen, dass, abgesehen von (meines Erachtens) engstirnigen Bio-Verbänden, die meisten vor allem mit Trans- und Mutagenese ein Problem haben, mit den anderen beiden Verfahren weniger (vorausgesetzt, sie würden die Unterschiede überhaupt kennen und verstehen). Die bloße Bezeichnung „Gentechnik“ ist irreführend.

    Allerdings gebe ich dir Recht, dass Labeling geboten scheint – man mag die Resistenz gegen Gentechnik irrational finden (wie ich), aber wenn die Menschen sie ablehnen, dann ist es ihr gutes Recht. Man sollte ihnen zumindest die Möglichkeit geben, zwischen verschieden erzeugten Lebensmitteln zu unterscheiden (allerdings sollte hier meines Erachtens mehr Gleichgewicht einkehren zwischen Züchtungsmethode und Züchtungsziel/Anbaumethode, wie du zurecht schreibst). Und da gibt es ein Problem – einerseits finde ich „Gentechnik“ zu pauschal, andererseits hast du natürlich Recht, dass CRISPR/Cas einem normalen Menschen nichts sagt, ebenso wie die meiner Meinung nach viel sinnvolleren Kategorien Trans-, Cis-, Mutagenese und Gene Silencing. Ich bin nicht sicher, was da das kleinere Übel wäre.

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    • Zum Begriff Gentechnik: ich finde er drückt als Oberbegriff ziemlich gut aus worum es geht. Wir Menschen greifen gezielt in das Erbgut anderer Organismen ein. Darunter fallen dann Techniken, die in verschiedenem Ausmaß genetische Barrieren überschreiten (Cis- und Transgentechnik). Der Begriff Transgenese ist mir eher schon wieder zu unpräzise, da „Genese“ nichts über die technische „Natur“ dieses Prozesses sagt sondern einen natürlichen Prozess suggeriert und die Intentionalität des menschlichen Handelns nicht gut zum Ausdruck bringt. Mutagenese ist auch ein menschlicher Eingriff aber er ist gewissermaßen zufällig im Genom und darauf folgt ein screening/Selektion zwischen vielen entstandenen genetischen Varianten. Für mich macht diese Unterscheidung Sinn.

      In jedem Fall stimme ich zu, dass eine eindeutige, möglichst präzise aber eben auch unbedingt einfach zu verstehende Systematisierung von Gentechniken (als groben Oberbegriff) entwickelt wird. Als Grundlage für eine reformierte Regulierung und ein Labeling-System für den Verbraucher. Vielleicht finden auch Europäische Verbraucher dann in Zukunft manche Gentechniken gut. Ist bei mir schon der Fall. Es macht definitiv Sinn für Enzyme in Waschmitteln und Antibiotika (aus GVO Mikroorganismen). Und vielleicht eben auch in manchen Bereichen der Pflanzenzüchtung.

      Die Bioverbände sind dabei gentechnisch hergestellte Enzyme aus Waschmitteln zu verbannen, das ist wirklich Blödsinn, denn sie machen Waschmittel ökologischer. Aber wegen solchen Sachen braucht man auf einen guten Begriff nicht zu verzichten.

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      • I beg to differ. Ich finde den Oberbegriff irreführend. Warum ist es ein Unterschied, ob der Eingriff ins Erbgut gezielt ist, oder ob er dem „auf gut Glück“ Ansatz folgt (was übrigens nicht nur auf Mutagenese zutrifft, sondern auch auf konventionelle Züchtungsmethoden)? Abgesehen davon, dass, wenn Präzision des Eingriffs das Kriterium sein sollte, ältere biotechnologische Ansätze dann nicht mehr als Gentechnik zählen dürften, wenn bspw. Genfetzen blind ins Erbgut „reingeschossen“ wurden.

        Ob’s -genese heißt oder nicht, ist mir relativ schnuppe. Mir ging es eher um die Vorsilbe: es ist eben ein Unterschied (zumindest in der Wahrnehmung der meisten Konsumenten – in meiner nicht wirklich), ob es sich um eine trans, cis-, mutagenetisch erzeugte Pflanze oder um ein „schlichtes“ gene silencing. Der zzt. eindeutig negativ konnotierte Begriff „Gentechnik“ verwischt derartige Unterscheidungen (und dass er Mutagenese gar nicht beinhaltet, die somit implizit als „relativ harmlos“ gilt, finde ich völlig absurd).

        Die Ablehnung von weißer Gentechnik (Pharma, chemische Industrie etc.) ist einfach nur bescheuert, wenn man mich fragt. Sie ist völlig unbegründet. Abgesehen davon, dass den Kritikern oft nicht klar scheint, bspw. die Produktion wie vieler Medikamente essenziell von gentechnischen Verfahren abhängt. Klar, wir könnten auf Homöopathie, Traditionelle Chinesische und Neue Germanische Medizin umsteigen. Aber wenn das die Vision ist, dann steige ich aus.

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