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Genmanipulierter Raps in der Europäischen Union - Hintergrund

 

I. Kanamycin-Resistenz als Marker

 

Den beiden Rapssorten von Plant Genetic Systems wurde als sog. Markergen eine Resistenz gegen das Antibiotikum Kanamycin eingefügt. Da die Einfügung von fremden Genen in die zu veränderten Pflanzen nur bei einem geringen Anteil der Tochtergeneration auch tatsächlich funktioniert, haben Markergene die Aufgabe, die Zellen, die das neue Gen erfolgreich aufgenommen haben, von den anderen zu unterscheiden. Das Markergen wird deshalb gemeinsam mit den in das Pflanzengenom einzufügenden Fremd-Genen in eine Art Kassette gepackt, so daß das Markergen mit den anderen Fremd-Genen gekoppelt wird. Wurde das Erbgut nun in der Tochtergeneration erfolgreich verändert (transformiert), dann wirkt auch das Markergen. Das entsprechende Antibiotikum wird dann auf die Pflanzenzellen geträufelt: Diejenigen Zellen, die überleben, sind durch das Markergen resistent geworden - ein Zeichen dafür, daß auch das gewünschte Fremd-Gen in das Erbgut eingebaut wurde. Bis vor ein paar Jahren wurden ausschließlich Antibiotika-Resistenz-Gene als Markergene verwandt. Markergene haben keinen Nutzen für die genmanipulierte Pflanzen und deren geplante Verwendung. Deshalb sollten sie entfernt werden. Neuere wissenschaftliche Erkenntnisse haben die Möglichkeit aufgezeigt, Markergene wieder aus der transgenen Nutzpflanze herauszunehmen.

Das eingefügte Markergen des PGS-Raps wurde aus Escherichia Coli, einem häufig im menschlichen Magen-Darm-Trakt vorkommenden Bakterium, entnommen und bewirkt den Aufbau des Enzyms Neomycin Phosphotransferase, das Kanamycin an die Ribosomen der Zelle bindet. Dadurch wird Kanamycin inaktiviert und die Zelle dadurch gegen Kanamycin resistent.

In der angebauten Rapspflanze ist dieses Gen selbst abgeschaltet und dadurch wird auch kein Neomycin Phosphotransferase aufgebaut. Allerdings kann das dafür kodierende Gen über horizontalen und vertikalen Gentransfer[1] auch auf andere Organismen übertragen werden. In diesen Organismen könnte dieses Gen reaktiviert werden, so daß auch diese die Fähigkeit erlangen könnten, Neomycin Phosphotransferase zu bilden.

 

 

II. BASTA-Resistenz

 

Dem PGS-Raps wurde ein Resistenz-Gen gegen das Totalherbizid BASTA eingefügt. Dieses sog. bar-Gen kodiert für den Aufbau des Enzyms PPT-Acetyltransferase. PPT-Acetyltransferase wiederum desaktiviert Glufosinatamonium, den Wirkstoff von BASTA. Glufosinatamonium wird verkauft unter dem Marktnamen BASTA von Novartis, dem Zusammenschluß der beiden Schweizer Chemiekonzerne Ciba Geigy und Sandoz, und soll demnächst auch als Liberty von AgreVo, einer Tochter des Hoechst-Konzerns, angeboten werden.

Der Einsatz dieser Totalherbizide auf dem Feld führt dazu, daß alle anderen Pflanzen abgetötet werden und nur die transgene Nutzpflanze die Giftdusche überlebt. Entgegen den Versprechungen der Industrie werden damit insgesamt mehr Herbzide ausgebracht, weil die Anwendungsdauer der Herbizide erhöht wird. Selbst der junge transgene Raps überlebt den Herbizideinsatz, so daß dieses zukünftig in jedem Stadium des Wachstums auf dem Acker ausgebracht werden kann, um unerwünschtes Unkraut und Beikräuter zu bekämpfen

 

 

III. Ökologische Risiken

 

Verbreitung von Rapssamen: Samen von freigesetztem transgenem Raps kann über Vögel und Säugetiere (etwa Rotwild) in die nähere Umgebung der Standorte bis hin zu einer Entfernung von einigen Kilometern Entfernung verbreitet werden, wenn etwa Erkrankungen der Verdauungsorgane dieser Tiere gegeben sind und keimfähiger Samen wieder ausgeschieden wird. Verschiedene Tierarten (zum Beispiel Feldmäuse) können durch Sammeln und Aufbewahrung des Samens in Mäusevorratskammern, dazu beitragen, daß sich noch Jahre nach dem Anbau des transgenen Rapses Ausfallrapspopulationen etablieren[2]. Bei gleichzeitigem Einsatz des Herbizides BASTA, etwa beim Anbau anderer Feldfrüchte, erlangt die transgene Rapssorte einen Selektionsvorteil und kann sich möglicherweise dauerhaft etablieren. Riskomanagement, geschweige denn ein langfristige Überprüfung der biologischen Sicherheit sind von der EU-Kommission nicht vorgesehen.

Vertikaler Gentransfer: Raps (Brassica napus) hat seinen Ursprung vermutlich in Europa und wird seit dem Mittelalter als Kulturpflanze weitergezüchtet. Die Familie der Brassica umfaßt ungefähr 3000 verschiedene Sorten. Darunter befindet sich eine große Anzahl von artverwandten Pflanzen, mit denen sich Raps potentiell kreuzen kann. Die Pollen von Raps werden durch Wind und Insekten mehrere Kilometer[3] weit von der Anbaufläche weggetragen und können andere Arten bestäuben. Hybridisierung[4] von Raps mit Wildpflanzen und anderen Kulturpflanzen wurden für Rübsen, Sareptasenf, Salatrauke, Ackersenf und Hederich nachgewiesen[5]. Daher kann davon ausgegangen werden, daß das die BASTA-Resistenz bedingende Gen, so Fischbeck[6], auch vom Freisetzungsgelände in Wildkrautpopulationen oder in verwandte Kulturpflanzen übertragen werden. Bei einer Einkreuzung der Eigenschaften der transgenen Rapsarten in andere Arten können diese auch ohne Selektionsdruck eine lange Zeit überleben. Wird jedoch auf anderen Feldern, etwa einem benachbarten Kartoffelacker, BASTA zur Unkrautvernichtung eingesetzt, erreichen die transformierten Rapspflanzen einen deutlichen Selektionsvorteil gegenüber den nichtransformierten Pflanzen und eine Gründerpopulation kann sich herausbilden.

Horizontaler Gentransfer: Der Raps wird nach der Ernte gedroschen, um den Samen als Rohstoff zu gewinnen. Die Reste der Rapspflanze werden in der Regel in den Acker eingepflügt. Jüngere wissenschaftliche Gutachten belegen die Freisetzung durch Verottung der Pflanzengewebe und die Überlebensfähigkeit sog. nackter DNA aus Pflanzen im Boden über mehrere Monate hinweg. Diese pflanzliche DNA ist in der Folge für Mikroorganismen im Boden verfügbar und kann genetisch transformiert werden. Im allgemeinen kann davon ausgegangen werden, daß die in der aufgenommenen DNA enthaltenen genetischen Informationen nicht exprimiert und keine Proteine aufgebaut werden. Das Risiko eines horizontalen Transfers des BASTA-Resistenzgens würde durch den Einsatz des Herbizids BASTA jedoch erheblich begünstigt. Unter dem Selektionsdruck, welcher durch BASTA entsteht, könnten dann nur noch die Mikroorganismen überleben, welche sich durch die Aufnahme des BASTA-Resistenzgenes oder durch natürlich vorkommende Resistenzgene ein erhöhte Toleranz gegen dieses Herbizid erworben haben.

Da die Kanamycin-Resistenz mit der BASTA-Resistenz gekoppelt ist und beide gemeinsam transferiert werden können, würden transformierte Organismen sowohl bei einem Einsatz von BASTA als auch beim bloßen Kanamycin-Einsatz jeweils Selektionsvorteile gegenüber anderen, nicht BASTA- oder Kanamycin-resistenten Stämmen aufweisen. Beide gentechnische Veränderungen können über die transformierten Mikroorganismen wiederum durch horizontalen Gentransfer in andere Pflanzen eingebracht werden und diese die darauf enthaltenen Information auch als Proteine umsetzen.

 

 

Fazit

 

Über vertikalen Gentransfer durch Pollenflug oder durch Insektenbestäubung können sich die Resistenz-Gene in artverwandte Pflanzen einkreutzen, so daß auch Unkräuter beim Einsatz von BASTA Resistenzen bilden können. Damit würden „Superunkräuter“ herangezüchtet und dieses Herbizid binnen weniger Vegationsperioden unwirksam. Insbesondere die hohe Anzahl von Pflanzen, welche direkt mit dem Raps verwandt sind, sowie der häufige Einsatz von BASTA bei anderen Nutzpflanzen, etwa im Kartoffel-, Getreide- und Maisanbau, erhöht dieses Risiko.

Das BASTA-Resistenz-Gen scheint in den Mikroorganismen im Boden in Europa nicht heimisch zu sein[7]. Mit dem geplanten großflächigem Einsatz des Totalherbizids, würde sich dieses Resistenz-Gen rasch unter den davon betroffenen Mikroorganismen verbreiten und durch horizontalen Gentransfer möglicherweise sogar auf auf andere Nutzpflanzenarten übertragen.

Weder die Auswirkungen auf die Beikrautflora, noch auf benachbarte Felder, auf denen keine BASTA-resistenten Pflanzen angebaut werden, wurden hinlänglich untersucht. Durch Auskreuzung und Etablierung BASTA-resistenter Unkräuter und Mikroorganismen sowie dem flächendeckenden BASTA-Einsatz wird die biologische Vielfalt nachhaltig gefährdet.

BASTA ist auch antimikrobiell wirksam und kann die Mikroflora des Bodens dauerhaft stören. Erfahrungen mit Freisetzungen zeigen, daß vermeintlich geringe Veränderung in der Zusammensetzung der Stoffwechselprodukte von Bodenmikoorganismen die Bodenökologie aus dem Gleichgewicht bringen können.

 


Stichwort: Glufosinat

Glufosinat, der Wirkstoff in den beiden Totalherbiziden BASTA und Liberty, ist ein Breitbandherbizid. Durch den geplanten flächendeckenden Anbau glufosinat-resistenter Pflanzen (Weizen, Raps, Mais) würde dieses massenhaft in die Umwelt ausgebracht. Die dabei zu erwartende eingesetzte Menge dürfte um einen erheblichen Anteil höher liegen als bei vergleichbaren Herbiziden, da Glufosinat zu jedem Zeitpunkt des Pflanzenwachstums ausgebracht werden kann und die Nutzpflanze selbst dadurch nicht mehr geschädigt wird.

Glufosinat wirkt toxisch auf zahlreiche im Wasser lebende Tiere, wie etwa Larven von Austern, Muscheln und einige Süßwasserfische[8].

Glufonisat greift das Nervensystem von Säugetieren und Menschen an. Bei Ratten und Mäusen traten heftiges Schütteln, unregelmäßiges Atmen und Krämpfe als Symptome auf.

Im Tierversuch an Mäusen konnte gezeigt werden, daß Glufosinat die Nerven bei Emryonen zerstört.

 

 

IV. Risiken für die Tiergesundheit

 

PGS-Raps darf nach der Entscheidung der Kommssion sowohl angebaut als auch als Lebens- und Futtermittel verwendet werden. Für die menschliche Ernährung spielt Raps in Form von Rapsöl, in verschiedenen anderen Ölen und als Grundstoff für Margarinen eine Rolle. Raps wird in der menschlichen Ernährung also nur stark verarbeitet verwendet, so daß die Gefahr des Einbringens von gentechnisch verändertem Erbgut aus dem transgenen Raps in den menschlichen Magen-Darm-Trakt relativ gering ist.

Die Gefahr einer Transformation von aufgenommenem fremdem Erbgut bei der Verfütterung des Raps’ an Tiere hingegen erscheint nach einer Studie der drei Kölner Virologen R. Schubert, C. Lettmann und W. Doerfeler in einem neuen Licht[9]. In der Studie konnte durch Experimente an Mäusen nachgewiesen werden, daß durch die Nahrung aufgenommenes Erbgut bei der Verdauung nicht etwa vollständig zerstört wird, sondern funktionsfähige Genabschnitte mit einer Größe von bis zu einem Viertel der Gesamt-DNA die Verdauungsprozesse überstehen und im Magen-Darm-Trakt vorzufinden sind. Diese nackte DNA kann über den Darmtrakt in die Blutbahn und in den Organismus gelangen. Beim Mäuseexperiment konnte diese DNA in Milz-, Leber- und Muskelzellen nachgewiesen werden. Im Versuch konnte auch gezeigt werden, daß diese Zellen das entsprechende Protein bilden können, für das diese Gensequenz kodiert. Auch Mikroorganismen im Magen-Darm-Trakt selbst können fremde Gene aufnehmen, rekombinieren und Proteine umsetzen.

Bei Wildfraß durch Rotwild und Hasen auf den Äckern sowie durch die Verfütterung des PGS-Rapses an Tiere werden in deren Verdauungsorganen massenhaft fremde Gene, welche für das Enzym Phosphotransferase kodieren, freigesetzt. Die dort angesiedelten Mikroorganismen und Krankheitserreger können dieses Erbgut aufnehmen, und nach diesem genetischen Bauplan das entsprechende Protein aufbauen und dadurch einen therapeutischen Einsatz von kanamycinhaltigen Medikamenten überstehen. Gegenüber anderen Krankheitserreger, welche durch einen derartigen Einsatz absterben, erhalten sie einen Selektionsvorteil. Unter diesen Umständen könnte binnen kürzerer Zeit kanamycin-resistente Stämme selektiert werden und sich im Verdauungstrakt etablieren. Insbesondere bei einem neuerlichen Einsatz des Kanamycins in einer weiteren Therapie würde dieses Antibiotikum voraussichtlich zur Wirkungslosigkeit führen. Kanamycin findet in der Tiermedizin eine recht breite Verwendung: Bei Pferden, Mastbullen, Kühen und Kälbern wird es vor allem bei lokalisierten Entzündungsherden, etwa bei Euterentzündungen, eingesetzt. Eine dauerhafte Etablierung Kamanycin-resistenter Krankheitserreger in verschiedenen Tierpopulationen würde dazu führen, daß dieses Antibiotikum dauerhaft als Therapeutikum verlorenginge.

 

 


Fußnoten

 

[1] Zu horizontalem und vertikalem Gentransfers bei PGS-Raps vgl. a. III.; Gentransfer bei Raps: vgl. a. Öko-Institut: BASTA-resistenter Raps. Vertikaler und horizontaler Gentransfer. Freiburg 1997.

[2] In einer Untersuchung konnte nachgewiesen werden, daß sich in manchen Fällen nach fünf Jahren noch 58 Prozent der keimfähigen Samen im Boden befanden. Vgl. a. S. Schlink: Ökologie der Keimung und Dormanz von Körnerraps (Brassica napus L.) und ihre Bedeutung für die Überdauerung der Samen im Boden. Dissertationes Botanicae, Band 222.

[3] Y.M. Charters, S.J. Dubbels, E.T. O’Brien, A.M. Timmons, M.J. Wilkinson: Assessing the risks of wind pollination from fields of genetically modified Brasscia napus ssp. Oliferia. Euphytica 85 (1995), S. 417ff.

[4] Beabsichtigte oder unbeabsichtige Kreuzung zweier Arten.

[5] Öko-Institut, 1997, S. 29ff.

[6] Fischbeck: Sachstandsbericht FORBIOSICH Projekt. Forschungsantrag Versuch Weihenstephan. Zitiert in: Öko-Institut, 1997, S. 86.

[7] Vgl. a. Öko-Institut, 1997, S. 92.

[8] C. Cox In: Northwest Coalition for Alternatives to Pesticides [Hrsg.]: Herbicide fact sheet: glufosinate. J. Pesticide Reform 1996.

[9] R. Schubbert, C. Lettmann, W. Doerfler: Ingested foreign (phage M13) DNA survives transiently in the gastrointestinal tract and enters the bloodstream of mice. Köln 1994. R. Schubbert, W. Doerfler: Medizinisch-genetische Implikationen. Aufnahme fremder DNA über den Gastrointestinaltrakt. In: Sonderdruck "Deutsches Ärzteblatt - Ärztliche Mitteilungen.“ Heft 25/26. Köln 1994. Michael Emmrich: Forscher weisen Spuren fremder Erbsubstanz bei Mäusen nach. In: Frankfurter Rundschau vom 26.2.1997.




Uwe Ness | Texte zu Politik, Literatur & Geschichte