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      Ein Superstar der Biochemie: Emmanuelle Charpentier, seit Kurzem Direktorin am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Berlin. (Quelle: Manuel Braun)

      Wissenschaft 1. Juli 2016

      Mensch ohne Makel: Fiktion - oder bald Fakt?

      Text: Felix Zeltner
      Foto: Manuel Braun
      Emmanuelle Charpentier ist die Hauptfigur eines Gentechnik-Thrillers. Es geht um Forschungsmillionen, Patente – und um den Nobelpreis. Weil sie ein Enzym entdeckt hat, mit dem sich Fehler im Erbgut korrigieren lassen. Eine DNA-Spurensuche.

      "Dass die Geschichte dreckig wird, das wollte ich nie", sagt Emmanuelle Charpentier und schüttelt ihre schwarzen Locken. Soeben hat sie einen Vortrag gehalten auf dem Meeting der AAAS, der größten Wissenschftskonferenz der Welt. Nun spricht sie über den Wirbel der vergangenen Monate, leise und nachdenklich, hält sich dabei kerzengerade. "Aber ich bin in der Mitte einer Geschichte gelandet, die unkontrollierbar geworden ist. Und an der viel manipuliert wird."

      Charpentier ist Mikrobiologin und seit Kurzem Direktorin des Max-Planck-Instituts für Infektionsbiologie in Berlin. Die 47-jährige Französin hat wesentlichen Anteil an einer Sensation, die die Genforschung revolutioniert und sie und ihre Mitentdecker in einen atemlosen Kampf geschleudert hat – um Patente, Millionengewinne und den Chemie-Nobelpreis.

      Ein Taschenmesser, das Gene entfernen kann

      CRISPR-Cas9 (sprich: Krisper Käs Nein) ist der umständliche Name des genetischen Taschenmessers, dessen Existenz die Welt Charpentier und anderen Forschern zu verdanken hat. Jeder einigermaßen begabte Laborant kann mit der seit knapp drei Jahren bekannten Technik die DNA im Zellkern eines jeden Lebewesens an einer bestimmten Stelle durchschneiden und Gene ausschalten, entfernen oder neu einfügen. Das Messer schneidet beinahe überall gleich gut – ob in Bakterien, Pflanzen oder menschlichen Embryos – und hat gewaltige Hoffnungen geweckt: auf das Ende von Erbkrankheiten und Infektionen. Auf das Ende des Hungers. Auf saubere Energie. Auf den perfekten Planeten. Es ist ein Jahrhunderterfolg. Der außer Kontrolle geraten kann.
      Im Jahr 1989, als der junge Doktorand Francisco Mojica im spanischen Hafenstädtchen Santa Pola auf Anraten seines Professors ein paar Mikroben untersuchte, die sich besonders gut an die Lebensbedingungen in den örtlichen Salzwiesen angepasst hatten, war Gentechnik noch ein Fall für Spezialisten. Das Wort "Designerbaby" machte die Runde, weil künstliche Befruchtung im Labor in Mode kam.

      Fehlerstellen in der DNA könnten durch CRISPR entfernt und ergänzt werden.

      Foto: iStock / iLexx

      Fehlerstellen in der DNA könnten durch CRISPR entfernt und ergänzt werden. (Quelle: iStock / iLexx)

      Mojica entdeckte eine besondere DNA-Struktur: sich wiederholend, beinahe perfekt aneinander kopiert, mit kleinen Lücken dazwischen. Seiner Entdeckung nannte er: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, kurz CRISPR. 2003 konnte er beweisen: CRISPR ist eine Verteidigungsstrategie gegen Viren. Bakterien setzen fremde DNA-Stücke ein, um sich zu "erinnern" und so zu immunisieren. Mojica schrieb seine Ergebnisse eilig auf und schickte seinen wissenschaftlichen Aufsatz an alle namhaften Magazine. Viele Redaktionen bescheinigten seiner Arbeit geringe Relevanz, erst im Februar 2005 veröffentlichte ihn das "Journal of Molecular Evolution" – nur Wochen vor französischen und russischen Forschern, die zeitgleich zu ähnlichen Ergebnisse gekommen waren.

      "Ich hatte ziemlich früh eine Vorstellung davon, dass man mit diesem System Organismen manipulieren könnte"

      Emmanuelle Charpentier begann 2007, CRISPR an Streptokokken-Bakterien zu erforschen. Die Biochemikerin und Molekularbiologin war dem Ruf an die schwedische Universität Umea gefolgt. Ihre Doktoranden arbeiteten unterdessen in Wien weiter, wo sie zuvor gelehrt hatte. An einem Sommerabend im Juni 2009 – "in Schweden war es taghell, in Wien schon dunkel" – klingelt ihr Telefon. Einer ihrer Studenten bestätigt aufgeregt, dass ihre Vermutung richtig sei: Das Gen-Taschenmesser habe drei Bestandteile, nicht nur eines. Maßgeblich sei das Cas9-Enzym, Griffschale und Klinge des Taschenmessers zugleich. Sie mailen Laborscans hin und her, besprechen weitere Versuche. Gefeiert wird nicht. Charpentier ahnt, was passieren würde. "Ich hatte schon ziemlich früh eine Vorstellung davon, dass man mit diesem System Genome in höheren Zellen und Organismen manipulieren könnte, um Genome auszuschalten oder neu zu kombinieren."

      Bei einer Konferenz in Puerto Rico begegnet sie 2011 Jennifer Doudna, einer US-amerikanischen Biochemikerin, die in Berkeley an CRISPR forscht. Sie beschließen zusammenzuarbeiten. Am 28. Juni 2012 veröffentlicht "Science" den Aufsatz, der insgesamt fünf Namen trägt und bis heute als Grundlage für die CRISPR-Revolution gilt: "A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity". Das Papier erklärt die Grundfunktionen des DNA-Taschenmessers anhand von Bakterien und zeigt auf, dass es im Labor für viele Arten von Genen funktionieren kann. In der Autorenzeile steht Charpentier an fünfter und letzter Stelle, der wichtigsten. Doudna steht an vorletzter.

      Gendefekte scheinen plötzlich so leicht korrigierbar wie ein Word-Dokument

      In den Monaten darauf macht die Geschichte vom Erbgut die Runde, das plötzlich so einfach korrigierbar erscheint wie ein Word-Dokument – als Story aus den USA, wo selbst elitäre, vornehme Universitäten kaum Zurückhaltung kennen, wenn es um PR geht. "Amerikanische Universitäten hängen stark von privaten Finanzierungen ab, was auf die Wissenschaftler einen ganz anderen Druck ausübt als in Europa", sagt Charpentier. Je mehr Preise ein US-Forscherteam einheimst, desto mehr Mittel stehen zur Verfügung. An den öffentlich finanzierten europäischen Universitäten herrscht da mehr Gelassenheit. "Das generelle Vorgehen und die Mentalität zwischen den zwei Kontinenten ist wirklich unterschiedlich", sagt Charpentier.

      Labore weltweit forschen mit CRISPR, laut Fachmedien einer der wichtigsten Erfindungen der letzten Jahre.

      Foto: iStock / poba

      Labore weltweit forschen mit CRISPR, laut Fachmedien einer der wichtigsten Erfindungen der letzten Jahre. (Quelle: iStock / poba)

      2013 setzt das US-Magazin "Science" CRISPR auf seine Hitliste der zehn wichtigsten Erfindungen des Jahres. Damit landet das Thema zum ersten Mal auch in deutschen Zeitungen. Die Fieberkurve der Google-Suchanfragen für den Begriff CRISPR ähnelt jetzt der Eiger-Nordwand. US-Labors, die genetisches Rohmaterial anbieten, erhalten plötzlich Tausende von Anfragen aus aller Welt. Investorengelder von Ost- und Westküste fießen in CRISPR-Start-ups, darunter 43 Millionen US-Dollar in das Unternehmen Editas Medicine. Jennifer Doudna hat es im November 2013 gemeinsam mit dem erst 30-jährigen Neurowissenschaftler Feng Zhang gegründet. Feng Zhang, Jungstar am MIT in Boston und einer der fleißigsten CRISPR-Forscher, hatte kurz zuvor nachgewiesen, dass das DNA-Taschenmesser auch die DNA von Säugetieren schneiden kann. Sein Aufsatz in "Science" gilt gemeinsam mit dem von Doudna und Charpentier als der meistzitierte zum Thema CRISPR. Eine Interviewanfrage für diesen Text hat Zhang leider abgelehnt.

      Ein Patentstreit um CRISPR entzweit die Partner

      Ohne sich miteinander abzusprechen, reichen Doudna und Zhang Patentanträge für CRISPR ein. Doudna am 15. März 2013, gemeinsam mit Charpentier. Zhang am 15. Oktober 2013. Die Anträge unterscheiden sich im Detail, doch im Grunde geht es um dasselbe: Fantastilliarden für künftige Lizenzgebühren auf die "Biotech-Geschichte des Jahrhunderts", wie das Stanford Lawyer Magazine schrieb.

      Für eine nicht genannte Summe erwirbt Zhang das Recht auf ein beschleunigtes Verfahren – und bekommt am 15. April 2014 sein Patent auf CRISPR zugesprochen. Als Zhangs Sieg öffentlich wird, schmeißt Doudna bei Editas hin, auch wenn die Firma inzwischen Google und Bill Gates zu den Investoren zählt. Doudna gründet mit dem Geld ihrer Uni in Berkeley ein neues Start-up: Caribou Biosciences. Und sie reicht eine "Interferenz" bei der US-Patentbehörde ein. Dieses Veto soll das Patent herüberholen zu ihr an die Westküste – zu ihr und zu Charpentier.

      Nun beginnt das Gefecht der Geschichten. Nobelpreisträger, Politiker und Autoren ergreifen Partei, mal für Zhang, mal für Doudna. Von Twitter bis zu den Kommentarspalten von "Science" werden wüste Beleidigungen ausgetauscht. Auch die Medien spielen mit. Wissenschaftsmagazine veröffentlichen Plädoyers, getarnt als Studien. Im Magazin "New Yorker" erscheint ein Porträt über Zhang, das "New York Times Magazine" kontert mit einer seitenlangen Strecke zu Doudna.

      Das Karussell dreht sich immer schneller. Charpentier bekommt im Jahr 2015 insgesamt 13 Wissenschaftspreise verliehen. Fünf davon teilt sie sich mit Doudna, die inzwischen öffentlich über Schlafstörungen spricht und von einem wiederkehrenden Traum erzählt, in dem Adolf Hitler sie bittet, ihm ihre Methode zu erklären. Das Magazin "Time" nimmt Doudna und Charpentier in die Liste der 100 einflussreichsten Men-schen des Jahres auf. Reuters prophezeit ihnen den Chemie-Nobelpreis, den sie jedoch (noch?) nicht bekommen.

      Die CRISPR-Forschung explodiert

      Zur Laborarbeit kommen alle Beteiligten kaum mehr, doch die CRISPR-Forschung explodiert. 2015 werden schätzungsweise rund 400 Studien zu dem Thema veröffentlicht, "Science" verleiht CRISPR die Auszeichnung "Durchbruch des Jahres 2015". Die University of California meldet die Arbeit an einer malariafreien Anopheles-Mücke. Harvard verkündet die Entwicklung von virenfreien Schweineorganen zur Transplantation in Menschen. In chinesischen Labors bauen CRISPR-Forscher erst extrem muskulöse Ziegen und Hunde, dann extrakleine Schweine. Die Universität von Guangzhou bestätigt, dass sie mit menschlichen Embryonalzellen arbeitet, um eine Blutkrankheit auszuschalten. Jüngste Nachricht: Als erstes europäisches Labor bekommt im Januar 2016 das Londoner Francis Crick Institute die Genehmigung zur CRISPR-Forschung an menschlichen Keimzellen.

      "Das System ist extrem nützlich für therapeutische Zwecke"

      Charpentier hat in der Zwischenzeit in der Schweiz ihr eigenes Start-up aufgemacht: CRISPR Therapeutics, mit Firmensitzen in London und Cambridge, nahe dem MIT. "Ich wollte immer eines Tages eine Firma gründen. Eine der größten Herausforderungen ist es, eine Technologie für die Behandlung von schweren menschlichen Genfehlern zu entwickeln." Kräftige Unterstützung bekommt ihre Firma bereits: Soeben hat der Pharmakonzern Bayer zugesagt, in Charpentiers Projekt mindestens 300 Millionen Dollar zu investieren, zur Erforschung von Therapien gegen Blutkrankheiten, Herzkrankheiten und Blindheit.

      Wo wird die Grenze liegen? Werden wir dank CRISPR fehlerlos? "Was heißt das, einen Menschen ohne Makel machen? Wie definiert man Normalität? Die CRISPR-Cas9-Technologie verwandelt die Biologie, die Biotechnologie und die Biomedizin. Das System ist extrem nützlich, um Genetik in verschiedensten Zellen und Organismen zu ermöglichen, für Basiswissenscha sowie für biotechnische und therapeutische Zwecke. Das System ist nicht dafür da, missbraucht zu werden."


      Dieser Artikel entstammt der Ausgabe 2/2016 des Allianz Deutschland Kundenmagazins "1890" mit dem Themenschwerpunkt "Fehler". Alle Ausgaben des Magazins stehen in unserer Mediathek zum Download zur Verfügung.

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