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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
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
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 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 Genmaterial in Zellkern
Bislang nur bei Pflanzenzellen erfolgreich
Konventionelle Veränderungen genetischen Materials Gentechnische Veränderungen genetischen Materials
Zufallsmutationen und Zuchtwahl
( \"blinde\" Genübertagung ) Einbau von Erbanlagen
( gezielte Genübertragung )
Sexuelle Barrieren
An Artgrenzen gebunden, daher begrenzter Genvorrat Keine Sexuellen Barrieren
An keine Artgrenzen gebunden
Daher Genvorrat nahezu unbegrenzt
Zeit und Flächenaufwand ( Pflanzen ) relativ groß Zeit und Flächenaufwand ( nach Isolierung )relativ gering
Gene nur durch ihren Phänotyp bekannt Gene genau definierbar
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