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Ernst Peter Fischer: GENial! [...] Ein Streifzug durch die Genetik

Cover Ernst Peter Fischer: GENial! Was Klonschaf Dolly den Erbsen verdankt - Ein Streifzug durch die Genetik. Herbig Verlag (München) 2012. 352 Seiten. ISBN 978-3-7766-2684-1. D: 19,99 EUR, A: 20,60 EUR, CH: 29,90 sFr.
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Der Mensch ist das eigentliche Studienobjekt

Es ist gerade etwas mehr als zehn Jahre her, seit die Wissenschaft das menschliche Genom als vollständigen Chromosomensatz entschlüsselt hat und mit dem Ergebnis, dass der genetische Code bei mehr als 99 Prozent aller Menschen auf der Erde übereinstimmt, den historischen Auffassungen, dass es unter den menschlichen Rassen eine biologisch determinierte Geringer- und Höherwertigkeit der Individuen und Völker gebe, eine eindeutige Absage erteilte und die Genetik unter den Lebenswissenschaften zu einem Leitforum für die Frage „Wer bin ich?“ werden ließ. Mit der Biotechnologie haben sich Theorien und Methoden der Genbestimmung und -veränderung entwickelt, die Euphorien und Exorzismen hervorrufen und sich in den vielfältigen bioethischen Diskussionen über das Für und Wider von Genmanipulationen ausdrücken. Während einerseits darauf hingewiesen wird, dass der Mensch schon früh genetische Veränderungen bei Pflanzen und Tieren vorgenommen und damit aus wilden Pflanzen und Tieren Nutzprodukte hergestellt, krankheitsresistente Pflanzen gezüchtet, durch Wachstumshormone die Fleischproduktion gesteigert, durch Verwendung von mikrobischen oder tierischen Hormonzellen für medizinische Zwecke verwendet und mit der „grünen Revolution“ die notwendige Nahrungsmittelproduktion für die wachsende Erdbevölkerung bereitgestellt hat, wird von genetischen Manipulationen gewarnt; etwa in der von der UNESCO am 11. 11. 1997 proklamierten Allgemeinen Erklärung über das menschliche Genom und Menschenrechte, in der es in Artikel 11/1 heißt: „Praktiken, die der Menschenwürde widersprechen, wie reproduktives Klonen von Menschen, sind nicht erlaubt“. Trotzdem wird reproduktives und therapeutisches Klonen praktiziert, für Forschungszwecke und insgeheim und gegen Völkerrechtsbestimmungen darüber hinaus.

Entstehungshintergrund und Autor

Die Humangenetik, als vielversprechende wie bedenkliche Forschungsrichtung, basiert ja zum einen auf den legitimen Wissensfragen, was sich im Innern des Menschen tut, wie Gene entstehen, aufbauen, zusammensetzen und sich als DNA-Sequenzen bilden – und mit der Frage der Epigenetik, unser Leben bestimmen, zum anderen aber auch auf den vielfältigen Formen der genetischen Anwendung in der Forschung und Praxis. Während wir nämlich einerseits den Begriff „Gen“ benutzen, ohne uns der Entstehung, Ausformulierung und Umdeutung des Begriffs im Laufe der Geschichte bewusst zu sein, bilden sich andererseits Ausdeutungen und Anwendungen, die weit über die ursprüngliche Bedeutung des wissenschaftlichen Begriffs hinaus gehen. Es ist zwar der Gang und das Ziel jeder Forschungstätigkeit, Mehr-Wissen zu produzieren und damit den wissenschaftlichen Fortschritt anzuspornen; jedoch entstehen dabei auch, und zwar nicht nur in der Bio- und Epigenetik, sondern bei allen Formen des wissenschaftlichen Forschens, auch Grenzüberschreitungen und Manipulationen, die es zu erkennen und zu kritisieren gilt. Es bedarf der Kenntnis und des Bewusstseins, dass „wer ‚genetisch‘ sagt, ( ) deshalb auch mehr meinen (sollte), als dass es irgendwo ein Gen gibt, das er im Zweifelsfall auch nicht kennt“.

Der Heidelberger Wissenschaftshistoriker und -publizist Ernst Peter Fischer hat, neben Zeitungs- und Zeitschriftenbeiträgen bereits mehrere Sachbücher verfasst (Die kosmische Hintertreppe, 2009; Die Hintertreppe zum Quantensprung, 2010), mit denen er komplizierte Fragestellungen anschaulich und verständlich darstellt. Er will aufzeigen, „wie sich Leben bilden kann, wie aus einem mehr oder weniger gestaltlosen Ei ein hochgradig strukturierter und morphologisch differenzierter Organismus hervorgeht“. Dazu erzählt er faszinierende Geschichten über Forscher und Forschungen, über denkendes Planen und zufälliges Entdecken, über direkte, Um- und Irrwege.

Aufbau und Inhalt

In zwölf Kapitel führt der Autor in die Geschichte(n) der Genetik ein. Er beginnt mit dem Brünner Mönch Gregor Mendel, der die nach ihm benannten Gesetze der Vererbung entwickelt hat und der eigentlich ein Physiker und kein Biologe war. Er war es, der in das Denken seiner Zeit einen Perspektivenwechsel brachte, indem er in die zwar schon Jahrhunderte vorher erahnte Annahmen das physikalische, atomare Wissen von den Teilen und dem Ganzen brachte .und damit gewissermaßen „die Gene gefunden“ hat. Dabei informiert Fischer über Hintergründe, die im allgemeinen nicht in den Lehrbüchern über die Mendelschen Gesetze stehen.

Wie die Mendelschen Entdeckungen und Erkenntnisse in den wissenschaftlichen Diskurs gelangten und sich dort etablierten, ist Forschern zu verdanken, die Mendels Experimente aufnahmen und weiter entwickelten, wie dem Tübinger Botaniker und Pflanzengenetiker Carl Erich Franz Joseph Correns (1864 – 1933), dem Briten William Bateson (1861- 1926), der den Begriff „Genetik“ in die Wissenschaft einführte, der dänische Botaniker Wilhelm Ludvig Johannsen (1857 – 1927), der als Träger der Vererbung den Begriff „Gen“ benannte, sowie der englische Arzt Sir Archibald Edward Garrod (1857 – 1936), der den Erbkrankheiten auf die Spur kam.

Um die „Drosophila“ aus der Gattung der Fruchtfliegen geht es im nächsten Kapitel, und um den Embryologen Thomas H. Morgan (1866 – 1945), der am Cold Spring Harbor Laboratory in New York schon seit längerer Zeit mit Regenwürmern und Seeigeln experimentierte, um die Formenbildungen bei der Vermehrung der Tiere zu beobachten. Aber es dauerte ihm zu lange, bis er entsprechende Ergebnisse bekam; deshalb versuchte er es mit der Drosophila – und hatte Erfolg. Die aus den Laborversuchen entstandenen Fliegennachkommen veränderten ihr Aussehen, z. B. ihre Augenfarbe und Flügelform, also ihre Chromosomen, ohne dass dabei die Gesamtmenge sich ändert. Aus seinen Experimenten entwickelte Morgan die bekannte Perlenstruktur der Chromosomen: „Die Gene … liegen auf den Chromosomen wie Perlen einer Kette“. Er und weitere Forscher, wie Muller und Dobzhansky, kamen zu der Erkenntnis, dass „in der Biologie nichts einen Sinn ergeben kann, wenn es nicht im Lichte der Evolution betrachtet wird“.

Die Biochemiker trugen einen weiteren Baustein im Puzzle der Genetik bei, indem sie die Zellen öffneten, in sie hineinschauten und die Stoffe identifizierten, die sich dort finden ließen. Weil Zellen nicht nur das Grundgerüst von Organismen bilden, sondern auch sich chemisch verhalten. Dabei entstand die „Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese“, die den Stoffwechsel der Zelle beschreibt. Forscher wie der Münchner Eduard Buchner, der Heidelberger Albrecht Kossel, der Freiburger Hermann Staudinger, dier US-Amerikaner George Beadle und Edward Lawrie Tatum, der Berliner Adolf Butenandt, u. a. experimentierten mit biochemischen Annahmen und Methoden und bahnten den Weg hin zur „Ein-Gen-ein-Protein-Hypothese“ und zum Transformationsprinzip der Nukleinsäure (DNA).

Die Entwicklung geht weiter; das „Atom der Biologie“ kommt ins Spiel; mit dem Berliner Biophysiker Max Delbrück (1906 – 1981), der als späterer (1945) amerikanische Staatsbürger in Pasadena, Kalifornien) war ein deutscher, ab 1945 US-amerikanischer Genetiker, Biophysiker und Nobelpreisträger (1969), die Molekularbiologie begründete und herausfand, dass man sich „das Gen als einen Atomverband vorstellen kann, dem eine Mutation eine neue stabile Form gibt“. Die Bakterien sind es, die das Phagenwachstum sichtbar machen und Veränderungen zeigen, etwa die wegweisende Erkenntnis: „Phagen bauen ihre nachfolgende Generation allein mit Hilfe der DNA auf“.

Es wird Zeit, in der männerdominierten Welt der Genetik das Wirken einer Frau einzubringen: Die US-Amerikanerin Barbara McClintock (1902 – 1992) erhielt 1983 den Nobelpreis für Medizin für ihre Forschungen über die genetischen Mechanismen des Lebens. Ihre Forschungen, die anfangs von den dominanten Forschern nicht Ernst genommen wurden, weil sie davon ausging, dass das Genom kreativ und nicht passiv tätig sei, haben ohne Zweifel in der Genetik neue Türen geöffnet, durch das Gefühl, dass „das Genom…ein hoch sensitives Organ der Zelle (sei), das zum einen die genomischen Aktivitäten überwacht und die gewöhnlichen Fehler korrigiert, und … zum anderen ungewohnte Ereignisse wahrnimmt und auf sie reagiert“.

Die „Doppelhelix“ als Figur und Modell, als „Faden des Lebens“, hat seit 1953 neue Einsichten zum Geheimnis des menschlichen Daseins gebracht. Die Forscher James D. Watson (geb. 1928) und Francis Harry Compton Crick (1916 – 2004) entschlüsselten die Struktur der Erbsubstanz allen Lebens auf der Erde (DNA). Der Weg dorthin, die Irrungen und Wirrungen, aber vor allem die Denk- und Forschungsannahmen der beiden Forscher jenseits von gebotenen Rücksichtnahmen im Wissenschaftsbetrieb, wie auch die Zuarbeitungen und Kooperationen, etwa mit den Physikern Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, Raymond Gosling, des Biochemikers Erwin Chargaff u. a., wird eindrucksvoll geschildert und mit den Eitelkeiten und Eigenheiten der Forscher gewürzt.

Die „Revolution in der Molekularbiologie“, die mit mehr Fragen als wissenschaftlichen Antworten in den 1950er Jahren begann und zu (vorläufigen) Ergebnissen führte, die von den Forschern in den Laboratorien der Universitätsstadt Cambridge in den wissenschaftlichen Diskurs um die Entschlüsselung der DNA eingebracht wurden, nämlich nicht nur die DNA zu beschreiben, sondern „auch den Aufbau eines Proteins, die Reihenfolge seiner Bausteine, zu ermitteln“. Der britische Biochemiker Frederick Sanger (geb. 1918) ergänzt diese Erkenntnisse durch seine Forschungen über den Aufbau des Insulins, chemisch ein Protein und physiologisch ein Hormon. Er erhält dafür 1958 den Nobelpreis für Chemie, und, ein seltenes Ereignis, wird 1980 erneut, zusammen mit Paul Berg und Walter Gilbert, zum zweiten Mal mit dem Nobelpreis geehrt; diesmal für die Untersuchungen an Nukleinsäuren.

Der Vergleich der Prozesse, des Für und Wider in der Genforschung mit Matrjoschka, der russischen Puppe in den Puppen, verdeutlicht, dass auch in der Molekulargenetik ein Forschungsergebnis auf das andere folgt; also (bisher) keine endgültigen Antworten zu erwarten sind. Mit dem Beitrag „Eine neue Technik bringt eine neue Genetik“ diskutiert Fischer die Weiterentwicklung (oder gar den „Exodus aus der Molekularbiologie“), indem er über die bakteriologischen Forschungen des Schweizer Biochemikers Werner Arber (geb. 1929) berichtet, die die Tür zur Gentechnik öffnet, die als „Technik der DNA-Rekombination“ bezeichnet wird und euphorische wie evokative Aufmerksamkeiten findet, bis hin zu den Warnungen über Genmanipulation. Welche Perspektiven sind erkennbar? Ist es der „genetische Fingerabdruck“, der sich mit der neuen Methode der Polymerasekettenreaktion (polymerase chaine reaction, PCR) anzeigt, dass sich die Sequenz der Bausteine bestimmen lässt, aus denen das genetische Material der Zellen besteht?

Wenn es darum geht, menschliches Verhalten und Genetik zusammen zu denken, ist ein Forscher zu nennen, der sich schon frühzeitig für die Bakteriophagen interessierte und diese Erkenntnisse mit der Neurogenetik zu beantworten versuchte: Seymor Benzer (1921 – 2007). Seine Experimente mit der Drosophila melanogaster brachten so vielfältige Mutanten zutage, die neue Fragen nach den Homöogenen stellen und danach, inwieweit wir von sogenannten „Mastergenen“ sprechen können, die sich seit Hunderten von Millionen Jahren bei Fliegen, Mäusen… und Menschen entwickelt haben und deshalb einer sorgfältige(re)n Beachtung bedürfen, als wir dies mit der scheinbar allzu dominanten Vorstellung internalisiert haben: Der Mensch darf alles, was er kann!

Damit sind wir angelangt bei „Dolly“, dem kurzen Leben eines berühmten Schafes; und bei der Frage, ob der Mensch wirklich alles machen dürfe, was er zu können meine, also bei den Möglichkeiten und Grenzen von genetischer Forschung und genetischen Eingriffen. Es sind Fragen, die gen-ethisch gestellt und beantwortet werden müssen. Das walisische Bergschaf Dolly kam am 5. Juli 1996 in einem Laboratorium in der Nähe von Edinburgh zur Welt. Es wurde, wie auch das zweite Schaf, Polly, geklont; das heißt, der Eizelle eines Schafes wurde ihr genetisches Material entnommen und durch die Erbsubstanz eines anderen, ausgewählten Organismus, nämlich die Chromosomen von Euterzellen, ersetzt. Daraus sind im Reagenzglas Embryonen entstanden und schließlich Dolly. Am 14. Februar 2003 ist Dolly, wesentlich früher als sonst das Durchschnittsalter eines Schafs ausmacht, gestorben. Das Tier hat auf natürliche Weise mehrere Lämmer geboren. Dolly litt an mehreren Krankheiten, unter anderem an Arthritis, was zu der Annahme führt, dass der frühe Tod mit dem direkten Folgen des Klonens zu tun hat. Der Schritt hin zu Experimenten, auch menschliches Erbgut auf diese Weise zu vermehren und damit gewissermaßen einen Selektionsprozess bei Menschen in Gang zu bringen, ist kurz; bei Primaten wird das wohl bereits klammheimlich probiert.

Denn die Flasche, die den (bösen oder guten) Geist heraus lässt, steht bereit, mit Erwartungen und Versprechungen, durch Manipulationen an Genomen Krankheiten heilen zu können, ja, durch frühzeitige Eingriffe in das Erbgut erst gar nicht entstehen zu lassen, intelligente, kluge, friedfertige Menschen zu schaffen und damit Konflikte, Kriege, Zerstörungen und das Böse überhaupt aus der Welt zu schaffen. Wie phantastisch und utopisch dies auch klingen mag, eine Reihe von Forscher haben sich auf den Weg gemacht, etwa in der Medizin Heilungschancen bei bisher unheilbaren Krankheiten durch die Veränderung des Genoms zu erreichen; wie etwa der US-amerikanische Biologe Renato Dulbecco (1914 – 2012), der am am Salk Institute for Biological Studies in La Jolla in Kalifornien über die Wechselwirkungen zwischen Tumorviren und dem genetischen Material der Zelle.forschte und dafür 1975, zusammen mit David Baltimore und Howard M. Temin, den Nobelpreis für Medizin erhielt, oder der Physiker und Biochemiker Walter Gilbert (geb. 1932), der 1980 zusammen mit Frederick Sanger und Paul Berg den Nobelpreis für Chemie für die Bestimmung der Basensequenz in Nukleinsäuren bekam. Die Entwicklungen in der Genomforschung vollziehen sich in großen Schritten, etwa mit den Arbeiten des US-amerikanischen Biochemikers John Craig Venter (geb. 1946) in Salt Lake City / Utah, dem es mit seinem Forscherteam gelang, zum ersten Mal die vollständige Sequenz eines Bakteriums darzustellen, und der mit seinen deutlichen (ökonomischen) Interessen, die Forschungsergebnisse patentieren zu lassen, in der Wissenschaftsgemeinde nicht unumstritten ist. Oder der Genetiker und Direktor des National Human Genome Research Institute in Washington, D. Francis S. Collins (geb. 1950), der durch die Erforschung von Erbkrankheiten, wie Huntington-Chorea und Mukoviszido Anerkennung gefunden hat und 2001mit seinen 10 Geboten der Genomforschung („Top Ten der Genomüberraschungen“) neue Maßstäbe für die wissenschaftliche Forschung in der Genetik setzte und insbesondere forderte, kontrovers zu Venter, dass der Zugang zu den Genomdaten für alle ungehindert und kostenlos möglich sein müsse.

Es sind insbesondere die Epigenetiker, die danach fragen, ob das Gen alles sei, oder was sich im Genom alles tut, das nicht mit den traditionellen Forschungsmethoden erklärt werden könne; etwa ob das Gen ein Gedächtnis hat und wenn ja, metagenetisch gedacht, wie sich ein epigenetisches Muster zeigt und „als das unbewusste Wissen zu verstehen (ist), das Lebewesen in sich tragen“. Sie öffnen damit die scheinbar bisher verschlossene, zumindest schwergängige Tür zu einem Bau, den die Genetiker und Neurowissenschaftler errichtet haben, nicht selten mit dominanten Ansprüchen und Wissensgewissheiten, aber auch mit den Bedürfnissen nach Dialog und Kooperation (vgl. dazu auch: David Eagleman, Die geheimen Eigenleben unseres Gehirns, 2012, www.socialnet.de/rezensionen/13120.php).

Fazit

„Alles fließt“, auch in der Genforschung. Durch die Entdeckung und Beschreibung von RNA-Molekülen und der RNA-Interferenz, die es ermöglicht, Zellen nicht nur zu verändern, sondern sie auch stillzulegen (RNA-Silencing) und für die Andrew Z. Fire und Craig C. Mello 2006 den Nobelpreis erhielten, wird es möglich sein, neben der Einführung von Genotypus, als genetische Ausstattung und Phänotypus, als von Umwelteinflüssen bestimmt, einen weiteren Typus „zwischen den produzierenden Genen und den handelnden Proteinen im Leben der Zellen“ einzuführen. Ernst Peter Fischer schlägt dafür den Begriff „Rhythmotyp“ vor, mit dem zum Ausdruck kommt, dass wir, wenn wir das Leben genetisch verstehen wollen, „Prozesse ins Auge fassen (müssen), die einen mit allen Sinnen wahrnehmbaren, lebendigen Organismus bilden“. Um diese Geheimnisse kennen zu lernen und mit ihnen, im wissenschaftlichen Forschen wie im alltäglichen, lokalen und globalen Tun umgehen zu können, bedarf es des Blicks über den „genetischen Tellerrand“ und des interdisziplinären Dialogs (vgl. dazu auch: Ulrich Herrmann, Hrsg., Neurodidaktik, 2009, www.socialnet.de/rezensionen/8376.php; sowie: Ulrich Salaschek, Der Mensch als neuronale Maschine? Hirnbilder, Menschenbilder, Bildungsperspektiven, 2012, www.socialnet.de/rezensionen/13257.php).

Die im Anhang beigefügte „Zeittafel zur Geschichte des Gens“, das Glossar mit den wichtigsten Begriffserklärungen zur Genetik und die ausgewählte Literaturliste, wie auch das Register, bieten Fachlesern wie allgemein Interessierten an der Thematik Informations- und Zugangshilfen an.


Rezension von
Dipl.-Päd. Dr. Jos Schnurer
Ehemaliger Lehrbeauftragter an der Universität Hildesheim
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Zitiervorschlag
Jos Schnurer. Rezension vom 22.06.2012 zu: Ernst Peter Fischer: GENial! Was Klonschaf Dolly den Erbsen verdankt - Ein Streifzug durch die Genetik. Herbig Verlag (München) 2012. ISBN 978-3-7766-2684-1. In: socialnet Rezensionen, ISSN 2190-9245, https://www.socialnet.de/rezensionen/13331.php, Datum des Zugriffs 25.10.2021.


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