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"Gen-Petunien" im Botanischen Garten



Bochum, 24.03.1997
Nr. 59

Kein ,Akzeptanztest", sondern Aufklaerung
Von Genen und solchen, die es werden wollen
RUB-Botaniker pflanzen ,gentechnisch veraenderte Petunien" aus


Vorbehaltlich der Genehmigung durch die zustaendigen Behoerden wollen
im Mai 1997 Wissenschaftler im Botanischen Garten der RUB gentechnisch
veraenderte Petunien auspflanzen. Es handelt sich um Pflanzen aus dem
Max-Planck-Institut fuer Zuechtungsforschung in Koeln. Ziel dieser
Massnahme ist es, den Studierenden, der Bevoelkerung sowie Schuelern
und Lehrern das Wissen ueber Methoden, Bedeutung und Ziele
gentechnischer Forschung am und mit dem Objekt zu vermitteln. 

Wie funktioniert Gentechnologie?

Schon bevor die erste von maximal 20 gentechnisch veraenderten
Petunien auf der Schauflaeche ausgepflanzt wird, hat das Vorhaben
grosse Aufmerksamkeit erregt. Die OEffentlichkeit solle an die
Gentechnik gewoehnt werden, ist in der Tageszeitung zu lesen.
Flugblaetter wissen, dass es sich um ,Versuche mit der Bochumer
Bevoelkerung" handelt oder dass ,Akzeptanztests" durchgefuehrt werden.
Wie funktioniert eigentlich Gentechnologie und was will der Botanische
Garten wirklich mit dieser Ausstellung?

Kann man Pflanzen genetische transformieren?

Nein! Zuerst werden aus einer Pflanze einzelne Zellen isoliert. Die
Transformation wird dann an vielen isolierten Zellen durchgefuehrt und
gelingt an wenigen davon. Aus diesen wenigen Zellen werden
anschliessend wieder ganze Pflanzen regeneriert.

Kann man einzelne Zellen transformieren?

Nein! In der Praxis wird die Transformation an einer grossen Zahl von
Zellen versucht und bei einigen davon gelingt die gewuenschte
Transformation. Die erste wichtige Aufgabe ist es, aus den vielen
Zellen diejenigen herauszulesen, die tatsaechlich transformiert
wurden. Zu diesem Zweck wird zusammen mit dem Gen, das in die Zelle
hineingebracht werden soll, meist eine Resistenz gegen ein
Antibiotikum gekoppelt. Nach der Behandlung mit dem Antibiotikum
ueberleben nur die Zellen, die erfolgreich transformiert wurden. Das
Antibiotikum wird dabei auf eine sterile Zellkultur angwendet. Auf die
daraus gezogenen Pflanzen werden die Antibiotika nicht mehr
angewendet, insbesondere werden keine Bakterien mit Antibiotika
behandelt.

Woher kommen die Gene, die eingepflanzt werden?

Alle Gene kommen natuerlich vor und stammen aus anderen Organismen.
Die Gene, die man eigentlich in Pflanzen einfuehren will, stammen aus
anderen Pflanzen. Der lachsrote Farbstoff, der in den transformierten
Petunien auftritt heisst z.B. ,Pelargonidin", weil er zuerst aus
Pelargonien (,Balkonkasten-Geranien") isoliert wurde. Das
Resistenz-Gen, das zur Selektion der erfolgreich transformierten
Zellen verwendet wird, stammt aus Bakterien. Dort treten solche
Resistenzen regelmaessig auf, wenn Antibiotika ueber eine gewisse Zeit
in einer Dosis verabreicht werden, die fuer die Bakterien zwar
schaedlich, aber nicht toedlich ist.

Koennen die transformierten Gene ,ausreissen"?

Manche der angewendeten Verfahren der Transformierung kommen im
Prinzip in gleicher oder aehnlicher Weise in der Natur vor. Es muss
daher immer damit gerechnet werden, dass im Einzelfall eine
UEbertragung auf andere Organismen stattfindet. Die Risikobetrachtung
fragt daher nicht ,passiert es oder passiert es nicht?" sondern sie
muss fragen ,was sind die Folgen wenn es passiert?". Diese Frage muss
fuer das Resistenz-Gen und das eigentlich genutzte Gen (in unserem
Fall fuer das Farb-Gen) getrennt betrachtet werden.

Keine unkontrollierte Ausbreitung

Das genutzte Gen liegt immer im Interesse des Menschen, der Pflanze
nuetzt es nicht. Die auf menschliche Nutzung ausgerichteten Pflanzen
sind noch in keinem Fall zu Unkraeutern geworden, sie sind nur bei
entsprechender Pflege ueberhaupt ueberlebensfaehig. Eine
unkontrollierte Ausbreitung ist daher nicht zu erwarten.

Resistenz und ihre Probleme

Das Resistenz-Gen kann nur gefaehrlich werden, wenn es auf pathogene
Bakterien uebertragen wird. Dies kann zwar vorkommen, die Erfahrung
zeigt jedoch, dass solche Resistenzen rasch verloren gehen, wenn sie
keinen Vorteil fuer die Bakterien haben. Sie werden also nur in einer
Umwelt erhalten bleiben, in der soviel Antibiotika permanent vorhanden
sind, dass Bakterien mit Resistenz einen Vorteil haben. Dies erklaert
z.B. warum in Kliniken auftretende Resistenzen (Hospitalismus) sich
nicht flaechig ueber grosse Gebiete ausbreiten, sondern lokal begrenzt
bleiben obwohl resistente Bakterien aus der Klinik z.B. ueber die
Kanalisation ausgebreitet werden.

Sind die Petunien gefaehrlich?

Nein! Die Petunien sind nicht winterhart, auch die Samen erfrieren im
Winter. Es gibt keine kreuzbaren Verwandten im botanischen Garten, so
dass das Gen fuer die lachsrote Farbe sich dort nicht auf andere
Organismen ausbreiten kann. Das Resistenz-Gen wird sich ebenfalls
nicht ausbreiten, da Antibiotika im Gartenbau nicht angewendet werden.


Ist Gentechnik deswegen generell ungefaehrlich?

Diese Frage muss wieder fuer die Antibiotika-Resistenz und die
eigentlich genutzten Gene getrennt betrachtet werden. So lange die
Transformationen an Kulturpflanzen gemacht werden, die wild
vorkommenden Arten in ihren Anspruechen sehr fern stehen ist die
Gefahr, dass unerwartete und unbeabsichtigte Effekte auftreten sehr
gering. Anders sieht dies bei Wildpflanzen und bei manchen
Zierpflanzen aus. Viele unserer Zierpflanzen sind in Wirklichkeit
Wildarten aus anderen Gebieten, die bei uns unter Umstaenden wegen
eines einzigen limitierenden Faktors nicht lebensfaehig sind. Wuerde
man in manche Zierpflanzen ein Gen fuer Frostresistenz einbauen,
waeren sie bei uns unter Umstaenden ueberlebensfaehig. Der Einzug von
Neophyten wie Riesenbaerenklau oder Druesigem Springkraut oder dem
Ungleichzaehnigen Habichtskraut, das hier auf den Daechern der RUB
ueberall waechst, koennten sich bei solchen Experimenten haeufen.

Problem: ,nennenswerte Menge"

Die Antibiotika-Resistenz ist kein Problem, solange Antibiotika in der
freien Natur nicht in nennenswerten Mengen auftreten. In kleinen
Mengen treten sehr viele Antibiotika natuerlich auf, da sie von Pilzen
als Waffe im Konkurrenzkampf gegen Bakterien gebildet werden. Man kann
sogar davon ausgehen, dass es in der Natur noch viele Antibiotika
gibt, die wir noch gar nicht kennen. Ein Problem ist allerdings, dass
es schwierig ist, genau zu sagen, was eine ,nennenswerte Menge" ist.
Vor allem die in der Massentierhaltung eingesetzten Mengen koennten
durchaus Grenzen ueberschreiten. Da aber Resistenzen bei laenger
andauernder Anwendung niedriger Konzentrationen von Antibiotika auch
spontan auftreten, ist es unerlaesslich, den Antibiotika-Einsatz auf
das notwendige Minimum einzuschraenken. Von der Gentechnik gehen in
diesem Punkt keine zusaetzlichen Gefahren aus.

Risiko-Abschaetzung im Einzelfall

Die Frage, die bei der Risiko-Abschaetzung beantwortet werden muss,
ist nicht ,passiert was oder passiert nichts?" sondern ,was passiert
im unguenstigsten Fall?".  Ergibt z.B. die Risiko-Abschaetzung fuer
die UEbertragung einer Herbizid Resistenz, dass sich die Resistenz im
unguenstigsten Fall auf alle Pflanzen ausbreitet, dann bedeutet das
nur, dass das muehsam entwickelte Herbizid nicht mehr anwendbar ist.
Faktisch bedeutet das, dass kein gentechnisches Risiko erkennbar ist.
Wird dagegen eine Pflanzenart, deren ungehemmte Ausbreitung bei uns
nur durch eine Pilzkrankheit gehemmt wird, gegen diese Krankheit
resistent gemacht, kann das schwerwiegende oekologische Folgen haben.

Zu Risiko-Abschaetzung ...

Die Risiko-Abschaetzung beschaeftigt sich in der Regel nicht mit
sekundaeren Folgen der angewendeten Technologie. Sie fragt z.B. nicht,
ob in Mitteleuropa noch zu wirtschaftlichen Bedingungen Tomaten
produziert werden koennen, wenn diese einen Monat transportiert werden
koennen, weil sie durch gentechnische Veraenderung haltbar gemacht
worden sind. 

... und den politischen Fragen

Die Risiko-Abschaetzung sagt in der Regel auch nichts darueber, ob das
verfolgte Ziel im Einzelfall auch erstrebenswert ist. Nicht alles, was
ungefaehrlich ist, ist deswegen auch schon unbedingt wuenschenswert.
Was wuenschenswert ist und was nicht, ist eine politische Frage, die
nicht mit der Frage nach dem naturwissenschaftlichen Risiko vermischt
werden sollte. Viele fruchtlose Auseinandersetzungen ergeben sich
gerade aus dieser Vermischung.

Nutzen der Gentechnologie

Mit Hilfe der Gentechnologie lassen sich auf dem Gebiet der
Pflanzenzuechtung Ziele erreichen, die sich nach heutiger Kenntnis
ohne Gentechnologie entweder ueberhaupt nicht oder nur in einem
Vielfachen der bei Anwendung von Gentechnik erforderlichen Zeit
erreichen liessen.  In der Grundlagenforschung ermoeglicht die
Gentechnologie voellig neue Ansaetze und Einsichten. Gerade das
Petunien-Experiment ist gut geeignet, diese Ansaetze exemplarisch zu
verdeutlichen.

Was will der Botanische Garten mit der Ausstellung der ,Gen-Petunien"?

Die Forschung in Deutschland und auch an der Ruhr-Universitaet ist
durch die diffusen AEngste, die eine breite OEffentlichkeit mit der
Gentechnologie verbindet in ihrem Bewegungsspielraum erheblich
eingeschraenkt. Die Wissenschaftler der RUB sind sich darueber im
klaren, dass diese AEngste vor allem zwei Wurzeln haben. Erstens ist
noch jede Technologie in der Geschichte der Menschheit auch
missbraucht worden. Zweitens sind Kenntnisse, wie Gentechnik
funktioniert und was man damit kann, immer noch nicht sehr verbreitet.
Wer nicht selbst zwischen positivem Gebrauch und Missbrauch von
Gentechnologie unterscheiden kann, wird meist diese Technologie
vorsichtshalber ganz ablehnen. 

Gentechnik verstaendlich erklaeren

Mit der Informationsschau ist kein wissenschaftliches Experiment
verbunden. Der Botanische Garten der RUB will mit seiner
Informationsschau ,gentransformierte Petunien" nicht nur den Studenten
der Biologie und allen Universitaetsmitgliedern solche Informationen
bieten, sondern auch fuer die breite OEffentlichkeit in
verstaendlicher Weise aufbereiten. Das Bemuehen um neutrale und
objektive Faktenvermittlung steht dabei an erster Stelle. Es geht
nicht wie in manchen Flugblaettern behauptet darum, in irgendeiner
Form ein oeffentliches Protest-Potential zu ermitteln oder
Gentechnologie als in jeder Beziehung und unter allen Umstaenden
harmlos darzustellen. Der Botanische Garten ist selbst keine
forschende Einrichtung und forscht deswegen auch nicht gentechnisch.
Die Ausstellung ist weder mit Sponsoring noch mit sonstigen
wirtschaftlichen Vorteilen fuer den Garten verbunden. 

Moeglichkeiten der Gentechnik

Der Botanische Garten will aber zeigen, dass die Gentechnologie
wichtige positive Moeglichkeiten eroeffnet. Obwohl der Botanische
Garten selbst keine gentechnische Forschung durchfuehrt, kann er sich
nicht als in jeder Beziehung unbeteiligt betrachten. Unter den in die
tausende gehenden Pflanzenarten im Botanischen Garten koennten auch
solche sein, die als ,genetische Ressource" Verwendung finden, also
Gene fuer die gentechnologische Anwendung liefern. Der Botanische
Garten moechte auch deutlich machen, dass sich die hier beteiligten
Wissenschaftler ihrer Verantwortung bewusst sind und ihr auch gerecht
werden.

Was ist und wozu dient die Gentechnologie?

,Die" Gentechnik gibt es nicht. Unter diesem Sammelbegriff werden
zahlreiche molekularbiologische Verfahren verstanden, die dazu dienen,
Gene zu identifizieren, zu isolieren, genau zu charakterisieren, ggf.
auch zu veraendern und funktionell entweder in dem urspruenglichen
Organismus oder aber in einem anderen Organismus zu analysieren.

Grundlagenforschung

Obwohl angewandte Untersuchungen unter Einsatz dieser Verfahren
bereits zu ersten Produkten mit Marktreife auf verschiedenen Gebieten
(Pharmazie, Lebensmitteltechnologie, Landwirtschaft) gefuehrt haben,
ist der grundlagenwissenschaftliche Aspekt weit bedeutsamer. Die
Gentechnologie ist eine der wesentlichen methodischen Saeulen moderner
biowissenschaftlich-medizinischer Forschung. In vielen Gebieten, so z.
B. der Zellbiologie, ist der Erkenntnisfortschritt heute praktisch
ausschliesslich dem Einsatz solcher Verfahren zu verdanken, in vielen
anderen Gebieten, so z. B. der Entwicklungsbiologie, der Physiologie
und der Genetik gilt dies fuer den weit ueberwiegenden Teil des
Wissenszuwachses ebenfalls, ja selbst Gebiete, wie die
Verhaltensforschung und die Taxonomie (Systematik) nutzen heute
molekularbiologische Verfahren, insbesondere Gensonden.

Erkenntnisse zu Stoffwechsel von Pflanzen

Die hochkomplizierten Vorgaenge bei der Entwicklung einer Pflanze,
ihrer Interaktion mit der Umwelt, aber auch die allgemeinen Prozesse
des Grundstoffwechsels (z. B. Photosynthese) lassen sich mit
morphologisch / anatomischen, biochemischen und biophysikalischen
Methoden nur zum Teil untersuchen. Diese Untersuchungen muessen fast
immer an einem Praeparat und ausserhalb des Kontextes des intakten
Organismus geschehen. Die Selektivitaet ist dabei oft nicht hoch, und
vor allem ist es oft schwierig, den funktionellen Zusammenhang zu
rekonstruieren, da lediglich Teilreaktionen einer Bearbeitung
zugaenglich sind.

Molekulare Praezision

Der grosse Vorteil der gentechnologischen Methoden besteht darin, dass
einerseits durch sie die biologischen Informationseinheiten, die Gene
und deren Kodierungsgrundlage, die Basen und Basentripletts,
untersucht werden koennen, womit die groesstmoegliche experimentelle
Aufloesung erreicht wird, die erreichbar ist und dass andererseits die
Untersuchung wieder in den ganzen, lebenden Organismus zurueckfuehrt,
woraus der funktionelle Zusammenhang einer Reaktion erschlossen werden
kann. Diese Kombination von aeusserster molekularer Praezision und
ganzheitlich, systemphysiologischem Ansatz macht die Bedeutung der
Gentechniken aus.

Einsatzgebiete

Beispiele fuer Einsatzgebiete sind: Aufklaerung von
Entwicklungsprozessen, Untersuchungen zur Wachstumsregulation,
Aufklaerung von Signalwandlungsprozessen, Regulation des Stoffwechsels
und Stofftransports, Aufklaerung pflanzlicher Abwehrmechanismen, z. B.
gegenueber Krankheitserregern und Pflanzenfressern (Herbivoren),
Untersuchung pflanzlicher Stressmechanismen (Trockenheit, Hitze,
Salzstress), Errichtung der zellulaeren Architektur, Untersuchungen
zur Evolution und zu Verwandtschaftsbeziehungen der Pflanzen.

Welche angewandten Aspekte werden international bearbeitet?

Die Anwendung gentechnischer Verfahren zielt insbesondere auf:,
Verbesserung der Produktqualitaet (Haltbarkeit, Geschmack und
Naehrwert, Entfernen von Toxinen, Allergenen, Zusammensetzung), 
Verbesserung der landwirtschaftlichen Praxis, (bessere Resistenz,
Stresstoleranz, biologischer Pflanzenschutz), Einfuehrung neuer
Merkmale (Industriepflanzen mit speziellen Faehigkeiten), Die
Markteinfuehrung ist fuer zahlreiche Sorten bereits erfolgt
(insbesondere Nordamerika, Australien) oder steht bevor.

Erwartete Vorteile der Gentechnik

Fuer einen Einsatz transgener Nutzpflanzen fuer die Landwirtschaft
sprechen folgende Argumente: groessere Sortenvielfalt in der
Landwirtschaft, bessere Fruchtfolgeabstimmung, geringere Aufwandmengen
an Pflanzenschutzmitteln, dadurch verbesserte Rueckstandssituation,
geringere Grundwasserbelastung, bessere Qualitaet durch z.B.
Entfernung bekannter Allergene, durch bessere biologische Fitness der
Sorten, statt Stillegung von UEberschussflaechen deren Nutzung fuer
den Spezialanbau spezieller Hochleistungssorten mit hoher Gewinnmarge,
Produktdiversifikation und Gewinnverbesserung (Stichwort: von der
Subvention zur Subsistenz in der Landwirtschaft)

Wunderpflanzen wird es nicht geben

Die Wunderpflanze, die alles gleichzeitig kann, wird es nicht geben.
Vielmehr kann aus dem ausgewogenen Einsatz transgener Pflanzen
zusammen mit konventionell gezuechteten Sorten, die so sinnvoll
ergaenzt werden, die Qualitaet landwirtschaftlicher Produkte unter
gleichzeitig geringer werdender Umweltbelastung weiter verbessert
werden.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Thomas Stuetzel (Direktor des Botanischen Gartens der RUB,
0234/700-4491), Prof. Dr. Elmar W. Weiler (Pflanzenphysiologie,
0234/700-4291)


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Mit freundlichen Gruessen 

Dr. Josef Koenig 
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum 
- Pressestelle - 
44780 Bochum 
Tel: + 49 234 700-2830, -3930
Fax: + 49 234 7094-136
Josef.Koenig@rz.ruhr-uni-bochum.de 

Schauen Sie doch bei uns mal rein: 
http://www.rz.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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