Referat Gentechnik in der Landwirtschaft: Tierzucht - Biomedizinische Forschung, Produktion humaner Proteine, Tierschutz

Gentechnik in der Landwirtschaft: Tierzucht

Zielsetzungen und Methoden

Wie bei der Pflanzenzucht geht es auch hier darum, die Eigenschaften von Tieren den Nutzungsansprüchen anzupassen. Zum einen erfolgt dies durch die

Identifizierung geeigneter Kreuzungspartner mit Hilfe von Gensonden, zum anderen durch die Zucht transgener Tiere.

Biomedizinische Forschung

Transgene Tiere, hauptsächlich Mäuse, werden zur biomedizinischen Forschung gezüchtet. Da bestimmte Krankheitsbilder nur beim Menschen auftreten, war es

notwendig, die Versuchstiere genetisch so zu verändern, daß auch diese die zu erforschende Krankheit bekommen.

Nutztierhaltung

Die gentechnische Forschung verfolgt hier ähnliche Ziele wie bei den Nutzpflanzen. Zum einen soll die Widerstandskraft erhöht und damit die Gesundheit der

Tiere gesteigert werden. Den Tieren werden dadurch weniger Tierarzneimittel und andere Fremdstoffe verabreicht. Die Entwicklung gentechnischer Impfstoffe für

Nutztiere hat auch bereits erste Erfolge zu verzeichnen. Zum anderen wird die Ertragssteigerung ins Auge gefaßt. Angesichts gravierender Ernährungsengpässe in

bestimmten Teilen der Erde ein sinnvolles Vorhaben.

Produktion humaner Proteine

Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Produktion humaner Proteine durch transgene Tiere. Neben Mäusen und Kaninchen werden entsprechende Versuche

hauptsächlich mit Kühen und Ziegen durchgeführt. Um den Prozeß unter Kontrolle zu haben, wird das transferierte Gen mit gewebespezifischen Kontrollregionen

versehen. Das Protein wird z.B. nur in der Milchdrüse des Tieres produziert und in die Milch abgegeben. Die gentechnisch erzeugten Proteine lassen sich dann

relativ einfach und in großen Mengen aus der Milch isolieren.

Produktion humaner Proteine (derzeit in Entwicklung)

Protein

Anwendung

Faktor VIII

Hämophilie A

Humane Sexualhormone

Unfruchtbarkeit

Humaninsulin

Diabetes

Faktor IX

Hämophilie B

Protein C

Protein C-Mangel, bei tPA-Therapie

Humanes Serum-Albumin

Chirurgie Schock Trauma

tPA

Herzinfarkt Thrombose Embolie

LAtPA

Herzinfarkt Thrombose Embolie

Monoklonale Antikörper

Diagnostik Therapie

Tierschutz

Im gesamten Bereich der gentechnischen Veränderung von Tieren muß dem Tierschutzgedanken eine hohe Priorität eingeräumt werden. In jedem Einzelfall müssen

eventuell auftretende, unvermeidbare Leiden der Tiere gegen den Nutzen für die Menschheit sorgsam abgewogen werden. Diese Forderung ist auch Bestandteil

des Tierschutzgesetzes.

Lebensmittelproduktion

Einsatzbereiche

Nicht nur Tiere und Pflanzen, die unmittelbar als Lebensmittel dienen, werden gentechnisch verändert, sondern auch Mikroorganismen, die Lebensmittel

verändern und veredeln. Beispiele sind die klassischen biologischen Verfahren der Bier- und Weinproduktion oder der Reifung von Käse. Diese Prozesse können

beschleunigt werden; der Nährwert von Lebensmitteln läßt sich erhöhen; Energie und Ressourcen werden besser genutzt. Des weiteren werden Mikroorganismen

als Lieferanten für Zusatzstoffe, z.B. zum Konservieren oder Fermentieren genutzt.

Genetisch hergestellte Zusatzstoffe

Für die Lebensmittelproduktion sind Stoffe, wie z.B. Vitamine, Frucht- und Aminosäuren, Geschmacks- und Aromastoffe und Enzyme von großer Bedeutung.

Durch die Verwendung gentechnisch veränderter Mikroorganismen, sog. Produzentenstämme, können Ausbeute und Reinheit bei der Produktion gegenüber dem

klassischen tierischen oder pflanzlichen Ursprung gesteigert werden. Die Mikroorganismen werden anschließend vom naturidentischen Endprodukt sorgfältig

getrennt. Möglich ist so auch die Produktion von neuen Substanzen, z.B. Süßstoffen.

Fermentationsorganismen

Fermentationsprozesse werden seit jeher in der Lebensmitteltechnik eingesetzt. Durch Stoffwechselleistungen von Mikroorganismen werden aus Rohmaterialien

haltbare, hygienische Produkte. Dabei verbleiben die Organismen im Endprodukt und werden so vom Konsumenten verzehrt. Gentechnische Methoden können

diese Vorgänge verbessern.

Beispiel: Bierhefen

Die Veränderung von Bierhefen bewirkt eine Geschmacksverbesserung und verkürzt die gesamte Herstellung. Andere Hefen entfernen z.B. Nebenprodukte.

Diese Biere sind noch nicht auf dem Markt.

Beispiel: Bäckerhefen

In Großbritannien ist bereits eine Hefe zugelassen, die einen schnelleren Teigtrieb bewirkt. Dieser Hefe wurde kein artfremdes Gen zugeführt, sondern die

vorhandenen Gene wurden umgeordnet (Genrearrangements). Ein Prozeß, der auch in der Natur vorkommt. Diese Bäckerhefen stellen also keinen gentechnisch

veränderten Organismus dar.

Beispiel: Milchsäurebakterien

Diese Bakterien sind für die Herstellung von Joghurt, Quark und Käse notwendig. Durch entsprechende Veränderungen sollen unerwünschte Fremdbakterien

bekämpft und die Reifung beschleunigt werden.

Gentechnik bei Tieren

Produktion von humanen Proteinen

Theoretische Möglichkeit der Übertragung fremder Anlagen durch Viren als Vektoren

Jedoch haben sich in der Praxis 2 andere Verfahren durchgesetzt :

Mikroinjektion :

Eizellen in vitro befruchtet, anschl. gew. Erbanl. mittels feiner Glaskanülen in einen der beiden Vorkerne übertragen .

Elektooperationsverfahren :

Zellen in elektrischem Feld à Membranen für Makromoleküle ( z.B. DNA-Abschnitte ) durchlässig

Allerdings nur begrenzte Anzahl an Erfolgen .

Kein gezielter Einbau möglich

Biologisch-Ballistisches ( 'Biolistosches') Verfahren

Wolfram oder Goldsplitter ( 1/10000 mm Durchmesser ) mit Genmaterial beschichtet , stark beschleunigt auf Zelle geschossen à Genmaterial in Zellkern

Bislang nur bei Pflanzenzellen erfolgreich