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Insekten zum Genome Editing in der Landwirtschaft

Modifizierte Insekten: Droht Missbrauch als Biowaffe?

| Redakteur: Christian Lüttmann

Grashüpfer als Vehikel für genverändernde Viren? In der Landwirtschaft sollen so Pflanzen widerstandsfähiger werden. Doch Forscher warnen vor möglichem Missbrauch als Biowaffe.
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Grashüpfer als Vehikel für genverändernde Viren? In der Landwirtschaft sollen so Pflanzen widerstandsfähiger werden. Doch Forscher warnen vor möglichem Missbrauch als Biowaffe. (Bild: Pixabay/andpre, gemeinfrei / CC0)

In Deutschland ist der kommerzielle Anbau von Genmais verboten. In den USA ist der Umgang mit Gentechnik lockerer. Dort forscht das Verteidigungsministerium nun sogar an Möglichkeiten, bestehende Pflanzenbestände mithilfe von Insekten nachträglich genetisch zu verändern. Deutsche Forscher kritisieren, dass diese Forschung leicht als biologische Waffe missbraucht werden könnte.

Plön, Freiburg, Montpellier/Frankreich – Während die erschreckende Wirkung von Chemiewaffen durch die bewaffneten Konflikte der Vergangenheit und auch der Gegenwart in der öffentlichen Wahrnehmung präsent ist, sind biologische Waffen und ihre Wirkung weitgehend aus dem Blickfeld der Öffentlichkeit verschwunden. Ein Programm der Forschungsbehörde des amerikanischen Verteidigungsministeriums weckt nun bei deutschen Wissenschaftlern die Befürchtung, dass es leicht zur biologischen Kriegsführung missbraucht werden könnte.

In dem Projekt namens Insect Allies („Verbündete Insekten“) sollen Insekten als Transportmittel für Pflanzenviren dienen und diese auf landwirtschaftliche Nutzpflanzen übertragen. Die Viren können das Erbgut der betroffenen Pflanzen mittels so genannter Genomeditierung verändern. Auf diese Weise ließen sich bereits auf den Feldern wachsende Pflanzen wie Mais oder Tomaten schnell und in großem Stil genetisch verändern. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön sowie der Universitäten Freiburg und Montpellier weisen darauf hin, dass ein solches System relativ leicht manipuliert und als biologische Waffe eingesetzt werden kann.

Insekten zur Genomeditierung

Die Genomeditierung ermöglicht es, das Erbgut von Nutzpflanzen zu verändern. Pflanzen können auf diese Weise beispielsweise ertragreicher oder unempfindlicher gegen Schädlinge und Trockenheit werden. Solche Eingriffe ins Erbgut lassen sich bislang jedoch nur im Labor vornehmen – wachsen die Pflanzen erst einmal auf dem Feld, ist es dafür zu spät. Bei unerwarteter Dürre oder Schädlingsbefall müssen Landwirte also auf neues Saatgut für die nächste Erntesaison warten.

Das soll sich in Zukunft ändern. Um kurzfristig auf neue Umwelteinflüsse zu reagieren, hat Ende 2016 die DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) – eine Behörde des US-Verteidigungsministeriums, die Forschungsprojekte für das Ministerium finanziert – ein auf vier Jahre angelegtes Forschungsprogramm öffentlich ausgeschrieben. Sie fördert darin Projekte im Umfang von insgesamt 27 Millionen US-Dollar mit dem Ziel, genetisch veränderte Viren freizusetzen, die das Erbgut von Nutzpflanzen im Freiland verändern können.

Mitte 2017 gab das erste von drei Konsortien mehrerer amerikanischer Forschungseinrichtungen seine Teilnahme an dem DARPA-Programm bekannt. Wie aus Pressemitteilungen der für das Programm ausgewählten Institutionen hervorgeht, erforschen die beteiligten Wissenschaftler dabei, ob sie die Viren mithilfe von Grashüpfern, Blattläusen und zu den Pflanzenläusen gehörenden Weißen Fliegen auf Mais und Tomaten übertragen können. Bis zum Ende des Programms soll die Technik in großem Stil in Gewächshäusern einsetzbar sein.

Potenzial zur Biowaffe vorhanden – öffentliche Debatte fehlt

In öffentlichen Stellungnahmen weist die DARPA darauf hin, dass die Erkenntnisse aus dem Insect-Allies-Programm vor allem in der Landwirtschaft eingesetzt werden sollen, zum Beispiel um Nutzpflanzen vor Dürre, Frost, Überschwemmung, Pestiziden oder Krankheiten zu schützen. Allerdings müssten die Zulassungsverfahren für genetisch veränderte Organismen in vielen Ländern für den Einsatz einer solchen Technologie umfassend geändert werden.

Forschungsprogramm mit Potenzial für militärischen Einsatz: Wissenschaftler befürchten, dass das US-amerikanische Programm andere Länder dazu verleiten könnte, selbst Biowaffen zu entwickeln.
Forschungsprogramm mit Potenzial für militärischen Einsatz: Wissenschaftler befürchten, dass das US-amerikanische Programm andere Länder dazu verleiten könnte, selbst Biowaffen zu entwickeln. (Bild: MPG/ D. Duneka)

Von der Verwendung solcher Verfahren wären zudem auch Landwirte, Saatguthersteller und nicht zuletzt die Öffentlichkeit massiv betroffen. „Trotz vereinzelter Pressemitteilungen der DARPA und der am Programm beteiligten Konsortien gibt es bislang so gut wie keine öffentliche Diskussion über den Sinn und die möglichen Konsequenzen dieser Technik. Selbst in Fachkreisen ist das Programm weitgehend unbekannt“, gibt Dr. Guy Reeves vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön zu bedenken. Den Wissenschaftlern aus Plön, Freiburg und Montpellier zufolge wäre eine breite gesellschaftliche, wissenschaftliche und rechtliche Debatte jedoch dringend angebracht. Ihrer Meinung nach gibt es keine plausiblen Gründe, Insekten zur Verbreitung von Genmaterial einzusetzen.

Die Forscher sehen den Einsatz von Insekten zur Verbreitung von Genmaterial vor allem deshalb kritisch, weil die Erkenntnisse aus dem Insect-Allies-Programm relativ einfach abzuwandeln und für die biologische Kriegsführung anzupassen seien. „So könnten Gene beispielsweise funktionsuntüchtig gemacht werden – was in der Regel leichter ist als ihre Optimierung. Das Verfahren muss also nicht einmal weiterentwickelt werden, es reicht aus, es zu vereinfachen, um es als Waffe einsetzen können“, warnt Reeves.

Verletzen die Insect Allies das Biowaffen-Übereinkommen?

Für eine völkerrechtliche Bewertung ist entscheidend, ob ein biologisches Forschungsprogramm ausschließlich friedlichen Zwecken dient. So verbietet das Übereinkommen über das Verbot biologischer Waffen den über 180 Vertragsstaaten unter allen Umständen die Entwicklung, Produktion oder den Erwerb von Agenzien und Toxinen von Arten und in Mengen, „die nicht durch Vorbeugungs-, Schutz- oder sonstige friedliche Zwecke gerechtfertigt sind“. Darüber hinaus verbietet das Übereinkommen die Entwicklung oder Herstellung von „Waffen, Ausrüstungen oder Einsatzmittel, die für die Verwendung solcher Agenzien oder Toxine für feindselige Zwecke oder in einem bewaffneten Konflikt bestimmt sind“. Die Autoren argumentieren, dass es sich bei den zum Übertragen der Viren verwendeten Insekten um verbotene Einsatzmittel im Sinne dieses Übereinkommens handelt.

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„Aufgrund dieses weitreichenden Verbotes bedarf es für besorgniserregende biologische Forschung grundsätzlich einer plausiblen Rechtfertigung durch friedliche Zwecke. Das Insect-Allies-Programm könnte das Übereinkommen über das Verbot biologischer Waffen verletzen, wenn die von DARPA geltend gemachten Ziele nicht plausibel sind. Dies gilt besonders vor dem Hintergrund, dass es hier um eine Technologie geht, die leicht zur biologischen Kriegsführung genutzt werden kann“, erklärt Prof. Dr. Silja Vöneky, Rechtswissenschaftlerin an der Universität Freiburg. Vielleicht sorgt die Veröffentlichung der deutschen Forscher für eine stärkere Diskussion über das Thema und für ein positives Ende des Projektes.

Originalpublikation: RG. Reeves, S. Voeneky, D, Caetano-Anolles, F. Beck, C. Boëte: Agricultural research, or a new bioweapon system?. Science Vol. 362, Issue 6410, pp. 35-37, 4 October, 2018; DOI: 10.1126/science.aat7664

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