Die amerikanische Biochemikerin Jennifer A. Doudna (l) und die französische Mikrobiologin Emmanuelle Charpentier. | Bildquelle: dpa

Chemie-Nobelpreis für Genschere "Glücksfall für die Lebenswissenschaften"

Stand: 07.10.2020 17:32 Uhr

Mit der Entwicklung von CRISPR/Cas, einer Methode zur Genom-Editierung, revolutionierten sie die Lebenswissenschaften. Jetzt haben die Französin Charpentier und die Amerikanerin Doudna den Chemie-Nobelpreis bekommen.

Von Ralf Kölbel und David Beck, SWR-Wissenschaftsredaktion

In seiner Begründung schreibt das Nobelpreiskomitee: Mit der CRISPR/Cas-Technologie, die landläufig auch "Genschere" genannt wird, könnten Forscherinnen und Forscher mit hoher Präzision das Erbgut - also die DNA - von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen verändern. Diese Technologie habe die Biowissenschaften revolutioniert, trage zu neuen Krebstherapien bei und könne möglicherweise dabei helfen, Erbkrankheiten zu heilen. "In diesem genetischen Werkzeug steckt eine enorme Kraft, die uns alle betrifft. Sie hat nicht nur die Grundlagenforschung revolutioniert, sie führte auch zu innovativen Pflanzen und wird zu bahnbrechenden neuen medizinischen Behandlungen führen", sagt Claes Gustafsson, Vorsitzender des Nobelausschusses für Chemie.

Chemie-Nobelpreis für Charpentier und Doudna
tagesschau 20:00 Uhr, 07.10.2020, Franziska Ehrenfeld, SWR

Download der Videodatei

Wir bieten dieses Video in folgenden Formaten zum Download an:

Hinweis: Falls die Videodatei beim Klicken nicht automatisch gespeichert wird, können Sie mit der rechten Maustaste klicken und "Ziel speichern unter ..." auswählen.

Video einbetten

Nutzungsbedingungen Embedding Tagesschau: Durch Anklicken des Punktes „Einverstanden“ erkennt der Nutzer die vorliegenden AGB an. Damit wird dem Nutzer die Möglichkeit eingeräumt, unentgeltlich und nicht-exklusiv die Nutzung des tagesschau.de Video Players zum Embedding im eigenen Angebot. Der Nutzer erkennt ausdrücklich die freie redaktionelle Verantwortung für die bereitgestellten Inhalte der Tagesschau an und wird diese daher unverändert und in voller Länge nur im Rahmen der beantragten Nutzung verwenden. Der Nutzer darf insbesondere das Logo des NDR und der Tageschau im NDR Video Player nicht verändern. Darüber hinaus bedarf die Nutzung von Logos, Marken oder sonstigen Zeichen des NDR der vorherigen Zustimmung durch den NDR.
Der Nutzer garantiert, dass das überlassene Angebot werbefrei abgespielt bzw. dargestellt wird. Sofern der Nutzer Werbung im Umfeld des Videoplayers im eigenen Online-Auftritt präsentiert, ist diese so zu gestalten, dass zwischen dem NDR Video Player und den Werbeaussagen inhaltlich weder unmittelbar noch mittelbar ein Bezug hergestellt werden kann. Insbesondere ist es nicht gestattet, das überlassene Programmangebot durch Werbung zu unterbrechen oder sonstige online-typische Werbeformen zu verwenden, etwa durch Pre-Roll- oder Post-Roll-Darstellungen, Splitscreen oder Overlay. Der Video Player wird durch den Nutzer unverschlüsselt verfügbar gemacht. Der Nutzer wird von Dritten kein Entgelt für die Nutzung des NDR Video Players erheben. Vom Nutzer eingesetzte Digital Rights Managementsysteme dürfen nicht angewendet werden. Der Nutzer ist für die Einbindung der Inhalte der Tagesschau in seinem Online-Auftritt selbst verantwortlich.
Der Nutzer wird die eventuell notwendigen Rechte von den Verwertungsgesellschaften direkt lizenzieren und stellt den NDR von einer eventuellen Inanspruchnahme durch die Verwertungsgesellschaften bezüglich der Zugänglichmachung im Rahmen des Online-Auftritts frei oder wird dem NDR eventuell entstehende Kosten erstatten
Das Recht zur Widerrufung dieser Nutzungserlaubnis liegt insbesondere dann vor, wenn der Nutzer gegen die Vorgaben dieser AGB verstößt. Unabhängig davon endet die Nutzungsbefugnis für ein Video, wenn es der NDR aus rechtlichen (insbesondere urheber-, medien- oder presserechtlichen) Gründen nicht weiter zur Verbreitung bringen kann. In diesen Fällen wird der NDR das Angebot ohne Vorankündigung offline stellen. Dem Nutzer ist die Nutzung des entsprechenden Angebotes ab diesem Zeitpunkt untersagt. Der NDR kann die vorliegenden AGB nach Vorankündigung jederzeit ändern. Sie werden Bestandteil der Nutzungsbefugnis, wenn der Nutzer den geänderten AGB zustimmt.

Einverstanden

Zum einbetten einfach den HTML-Code kopieren und auf ihrer Seite einfügen.

Scharlachbakterien haben Superkräfte

Die Französin Emmanuelle Charpentier, seit 2018 Leiterin der Max-Planck-Forschungsstelle für die Wissenschaft der Pathogene, hat 2011 per Zufall entdeckt, dass Scharlachbakterien (Streptococcus pyogenes) Superkräfte besitzen.

Einen Virusangriff überstehen sie mit einer ganz speziellen Taktik: Wenn ein Virus ein Bakterium angreift, injiziert es sein Erbgut in die Bakterienzelle. Das Bakterium reagiert - und baut ein Stück der Virus-DNA in sein eigenes Erbgut ein. So erstellt das Bakterium ein Feindarchiv - es "merkt" sich den Angreifer - und kopiert einen Strang der Virus-DNA. Diese Kopie dient nun als Vergleichsmuster. Es heftet sich an ein Enzym, das wie eine Schere DNA zerschneiden kann. Ein Abgleich mit dem Muster und die Genschere macht die DNA des Eindringlings unschädlich.

Austausch und Reparatur von Genen möglich

Ihre Entdeckung entwickelte Charpentier dann zusammen mit der US-amerikanischen Biochemikerin Jennifer Doudna so weiter, dass dieser Abwehrmechanismus nun für ganz andere Zwecke genutzt werden kann.

Charpentier und Doudna konnten beweisen, dass die Genschere so kontrolliert werden kann, dass sie jedes DNA-Molekül an einer vorbestimmten Stelle schneiden kann. Und damit ist es möglich, den Code des Lebens neu zu schreiben.

Die Forscherinnen können diese Genscheren in abgewandelter Form auch in Zellen anderer Lebewesen einschleusen, die dann ganz gezielt vorprogrammierte Stellen im Erbgut erkennen und die DNA genau hier zerschneiden. Mutierte Gene, die beispielsweise Krankheiten verursachen, können so ausgeschaltet werden. Mithilfe dieser Methode könnten nicht nur Gene zerschnitten, sondern auch repariert oder ausgetauscht werden.

Emmanuelle Charpentier | Bildquelle: CLEMENS BILAN/EPA-EFE/Shuttersto
galerie

Emmanuelle Charpentier

Jennifer A. Doudna | Bildquelle: KEEGAN HOUSER/UC BERKELEY HANDOU
galerie

Jennifer A. Doudna

CRISPR/Cas hat die Biowissenschaften revolutioniert

Seit der Entdeckung der Genschere CRISPR/Cas durch Charpentier und Doudna im Jahr 2012 kam die Methode immer häufiger zum Einsatz. Dieses Werkzeug trug zu vielen wichtigen Entdeckungen bei - in der Grundlagenforschung und in der Praxis: Pflanzenforscher konnten Pflanzen entwickeln, die gegenüber Schimmel, Schädlingen und Trockenheit unempfindlich sind. In der Medizin gibt es klinische Studien zu neuen Krebstherapien. Selbst Erbkrankheiten könnten erstmals geheilt werden.

Die genetischen Scheren läuteten in den Biowissenschaften eine neue Epoche ein und bringen der Menschheit in vielerlei Hinsicht "den größten Nutzen", so die Aussage des Nobelpreiskomitees.

Ethische und medizinische Bedenken gegenüber CRISPR/Cas

Aber es gibt gegenüber der Genschere auch einige ethische und medizinische Bedenken. So hatte im Herbst 2018 ein chinesischer Forscher bekannt gegeben, dass er die Gene von zwei ungeborenen Mädchen verändert hat - mithilfe von CRISPR/Cas.

Der chinesische Forscher He war vermutlich der Erste, der mit der CRISPR/Cas-Methode in die menschliche Keimbahn eingriff und dabei direkt das Erbgut veränderte. Die manipulierten Gene sind also in allen Zellen des Körpers und werden auch an spätere Nachkommen der Mädchen weitergegeben. Der Forscher wollte mit dem Eingriff die Babys gegen eine HIV-Infektion immunisieren.

Charpentier sprach damals von einer roten Linie, die überschritten wurde. Außerdem ist das gentechnische Werkzeug CRISPR/Cas laut vielen Experten noch nicht so weit entwickelt, dass es sich zur Anwendung beim Menschen eignet. Hinzu kommen ethische Bedenken, ob man die Gene von Embryonen überhaupt verändern sollte. CRISPR/Cas ist also eine Methode, die zwar viele Möglichkeiten bietet, mit der aber auch verantwortungsvoll umgegangen werden muss.

Patentstreit noch nicht vorbei

Spannend bei der Vergabe des Preises an Charpentier und Doudna ist, dass sich die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften hier in einen laufenden Patentstreit einmischt. Denn neben den beiden Forscherinnen gibt es noch weitere Kandidaten, die an der Entdeckung von CRISPR/Cas beteiligt waren, die jetzt leer ausgingen.

Dass CRISPR/Cas mit einem Nobelpreis geehrt wird, war aber vielen Experten klar - die Frage war nur, wann. Toni Cathomen, Direktor des Instituts für Transfusionsmedizin und Gentherapie des Universitätsklinikums Freiburg, sagte zu der Vergabe: "Die Entdeckerinnen erhalten völlig zu Recht den Nobelpreis. CRISPR/Cas ist ein absoluter Glücksfall für die Lebenswissenschaften."

Die Preisträgerinnen

Mit Charpentier und Doudna teilen sich zum ersten Mal zwei Frauen den Chemienobelpreis. Sie sind außerdem erst die sechste und siebte Frau, die den Preis gewinnen.

Emmanuelle Charpentier, geboren 1968 im französischen Juvisy-sur-Orge, leitet seit 2018 die Max-Planck-Forschungsstelle für die Wissenschaft der Pathogene.

Jennifer A. Doudna Cate, geboren 1964 in Washington D.C., ist Biochemikerin und Molekularbiologin. Seit 2003 ist sie Professorin an der University of California, Berkeley. Doudna forscht außerdem seit 1997 für das Howard Hughes Medical Institut in Maryland, USA.

Über dieses Thema berichtete die tagesschau am 07. Oktober 2020 um 17:00 Uhr.

Darstellung: