II.1 Molekularbiologie und Biotechnologie

	II.1.1 Zentrum für molekulare Neurobiologie
	II.1.2 Virologie und Immunologie - Heinrich - Pette - Institut
	II.1.3 Strukturelle Molekularbiologie
	II.1.4 Institut für Hormon- und Fortpflanzungsmedizin
	II.1.5 Funktion und Defekte von Rezeptorsystemen
	II.1.6 Zentrum für Biomechanik
	II.1.7 Umwelt - Biotechnologie
	II.1.8 Ökologische Chemie
	II.1.9 Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen
	II.1.10 Biotechnologie, Gesellschaft und Umwelt

Elektrophorese Trennung von Bruchstücken der Erbinformation mit Hilfe von Restriktionsenzymen

Keine andere wissenschaftlich-technische Entwicklung hat den öffentlichen Streit der Meinungen in der Bundesrepublik so sehr herausgefordert wie die stürmische Entwicklung der Molekularbiologie und Biotechnologie der vergangenen 10 bis 15 Jahre. Speziell die Entwicklungsdynamik der gentechnischen Verfahren hat diesen Streit zwischen großen Hoffnungen - insbesondere im Blick auf Fortschritte in der Medizin - und ebenso großen Befürchtungen - im Blick auf die Manipulierbarkeit des Lebens - beherrscht. Die molekularbiologische Entschlüsselung der Erbinformation und die Möglichkeiten der gezielten Veränderung dieser Information sind in der Tat ein bedeutender qualitativer Sprung gegenüber der klassischen Biotechnologie, der wir durch die Methoden der Züchtung die Kulturpflanzen und Zuchttiere verdanken. Der qualitative Sprung betrifft einmal den Zeitfaktor: je nach Pflanzenart werden acht bis zwölf Jahre für die Züchtung einer neuen Sorte benötigt. Mit Hilfe moderner genetischer Verfahren läßt sich die gewünschte Veränderung der Erbinformation zielgenau in einem Bruchteil der Zeit erzeugen: das buchstabengetreue Lesen der Anordnung der elementaren Bausteine der Erbinformation, die Analyse eines Genoms, entschlüsselt die Gensequenz und damit die gesuchte Information, die eine Zelle durch Teilung weitergibt. Das grundlegend Neue der modernen Gentechnik sind methodische Verfahren des Herausschneidens und/oder des Einfügens eines bestimmten Gens in die Gensequenz an einer definierten Stelle des Genoms. Diese Verfahren geben also die Möglichkeit, der Erbinformation z.B. einer Pflanze eine Information/Eigenschaft hinzuzufügen, die sie „von Natur“ nicht hat.

Mit den modernen gentechnischen Verfahren ist es also möglich, Lebewesen mit Eigenschaften auszustatten, die nicht zu ihrer natürlichen, durch die Evolution erzeugten Artausstattung gehören. An genau diesem Punkt der die Artgrenzen überschreitenden Manipulationsmöglichkeiten knüpfen sich die Erwartungen und die Befürchtungen. So richten sich die Erwartungen bzgl. der Anwendungsmöglichkeiten biotechnologischer und gentechnischer Verfahren in der Lebensmittelproduktion auf die Optimierung des Stoffwechsels bei Tieren und Pflanzen, d.h. auf qualitativ und quantitativ besseren Ertrag, auf die Resistenzoptimierung gegen Krankheiten und Umwelteinflüsse und - unter industriellen Gesichtspunkten - auf die Optimierung der Verarbeitung sowie verbesserte Lager- und Transportfähigkeit der Lebensmittel durch den Einsatz gentechnisch veränderter Mikroorganismen.

Entsprechend der Bandbreite der Einsatzmöglichkeiten moderner biotechnologischer Verfahren reicht das Spektrum der Risikodiskussion von gesundheitlichen Risiken beim Verzehr z.B. resistentgezüchteter Pflanzen über die ökologischen Risiken u.a. bzgl. unkontrollierter Freisetzungseffekte bis zu den möglichen negativen Auswirkungen, insbesondere auf die Ökonomien der Länder der sogenannten „Dritten Welt“.

In das hier skizzierte Erwartungs- und Problemfeld gehören in Hamburg die Forschungen des Zentrums für Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen in der Hamburger Universität, dem eine Forschergruppe des Forschungsschwerpunkts „Biotechnologie, Gesellschaft und Umwelt“ zugeordnet ist mit der Aufgabe, die angedeuteten Wirkungsebenen hinsichtlich der Risiken und Chancen zu untersuchen (s. hierzu: II.1.9 und II.1.10).

Ähnlich gelagert ist die Diskussion bzgl. des Einsatzes gentechnisch veränderter Mikroorganismen in der Umweltbiotechnologie (s. hierzu: II.1.7), beispielsweise hinsichtlich des Einsatzes solcher Organismen zur Bodensanierung. Den Möglichkeiten eines biologischen Abbaus von Altlasten stehen auch hier bisher nicht aufgeklärte ökologische Probleme gegenüber.

Die größten Hoffnungen sind mit dem Einsatz molekulargenetischer Verfahren in der Medizin verbunden, geben diese doch im Prinzip die Möglichkeit, durch das Erkennen einer fehlerhaften Gensequenz und durch Einfügen der „richtigen“, schwerste Krankheiten erstmals kausal zu verstehen und zukünftig therapieren zu können. Neben den erblich bedingten Krankheiten stehen seit Jahren die Aufklärung viraler Infektionen und der Abwehrmechanismen im Zentrum der Forschung (s. hierzu: II.1.2), ebenso die Mechanismen der Krebsentstehung sowie die Pathogenese der Herz-Kreislauferkrankungen und der neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson (s. hierzu: II.1.1 und II.1.3).

Dem sprunghaften Anstieg der diagnostischen Möglichkeiten entsprechend besteht ein hoher Erwartungsdruck bzgl. gentherapeutischer Verfahren. Diese haben schon heute große Bedeutung bei der Entwicklung neuer Pharmaka, dem Auffinden neuer Wirksubstanzen und der Entwicklung von Qualitäts-, Sicherheits- und Wirksamkeits-Tests, mit denen u.a. auch Tierversuche ersetzt werden können.

Zu einer erfolgreichen somatischen Gentherapie ist jedoch noch viel Entwicklungsarbeit zu leisten. Die Duchführbarkeit hängt ab von der Stabilität der sog. Vektoren, mit denen das richtige Gen in die Zielzelle eingeschleust wird, von einer effektiven Genübertragung an die gewünschte Stelle im Genom der Zielzelle und der stabilen Expression des Gens.

Zu diesen offenen Fragen kommen die besonderen Probleme hinzu, die die Anwendung biotechnologischer und speziell gentechnischer Methoden in der Humanmedizin aufwerfen. Die Möglichkeiten der Manipulation der genetischen Ausstattung des Einzelnen - nicht erst der gezielte Mißbrauch - zeigen Konsequenzen an, die eine tiefgreifende Änderung des gesellschaftlichen Verhältnisses zu Krankheit und Behinderung bedeuten können, die das besonders sensible Problemfeld der Eugenik betreffen und die schließlich mit Blick auf die molekulare Neurobiologie unser kulturelles Selbstverständnis tangieren.

Aufgrund der Reichweite und der besonderen Sensibilität dieser biotechnologisch medizinischen Forschungen ist eine Projektgruppe zur Erforschung der gesellschaftspolitischen und ethischen Problemfelder eingerichtet (s. hierzu: II.1.1 und II.1.10).