Meilensteine der Genforschung

Der lange Weg zum Gen
Die Errungenschaften der Gentechnik prägten das vergangene Jahrhundert – und ihre Auswirkungen werden weit in die Zukunft reichen. Die Chronologie der wichtigsten Meilensteine beginnt bereits im Jahr 1900.

1900
Hugo de Vries, Erich Edler von Tschermak-Seysenegg und Carl Erich Correns entdecken unabhängig voneinander das seit 34 Jahren vergessene Werk von Gregor Mendel wieder. Der österreichische Benediktinermönch hatte in seinem Klostergarten die Blütenfarben von Erbsenpflanzen studiert und dabei die Regeln entdeckt, nach denen äußere Merkmale vererbt werden.

1909
Der dänische Biologe Wilhelm Johannsen prägt für die vermutete Substanz der Vererbung den Begriff „Gen“. Die chemische Natur der Gene ist unbekannt. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wird angenommen, Gene seien „einzelne Riesen-Eiweiß(!)molekeln“, wie es noch im „Neuen Herder“ von 1949 heißt.

1910
Thomas Hunt Morgan findet heraus, dass Gene auf den Chromosomen liegen. Er arbeitet mit Chromosomen der Taufliege, die groß genug sind um festzustellen, dass äußere Merkmale gemeinsam mit bestimmten Chromosomenabschnitten weiter gegeben werden. 1933 wird Morgan mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet.

1944
Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod und Maclyn McCarty finden heraus, dass kein Eiweiß Träger des Erbmaterials ist, sondern eine Nukleinsäure: die neun Jahre zuvor isolierte DNA. Der Beweis: Mit DNA aus krank machenden Bakterien können die Forscher diese Eigenschaft auf harmlose Bakterien übertragen.

1953
James Watson und Francis Crick schlagen vor, dass die DNA die Raumstruktur einer Doppelhelix hat. Dabei liegen sich zwei DNS-Stränge gegenüber, deren Basen paarweise aneinander binden. Grundlage für die Aufklärung der DNA-Struktur waren die scharfen Röntgen-Kristallaufnahmen von Rosalind Franklin und Maurice Wilkins wenige Jahre zuvor. Watson, Crick und Wilkins erhalten dafür 1962 gemeinsam den Nobelpreis für Medizin.

1961
Marshall Nirenberg findet heraus, dass jeweils drei Bausteine der DNA einer Aminosäure entsprechen. Ihm gelingt es, diese Übersetzung außerhalb lebender Zellen mit Hilfe isolierter Ribosomen nachzuahmen. Dies führt dazu, dass innerhalb der folgenden fünf Jahre der genetische Code entschlüsselt wird, der festlegt, wie die Erbinformation in Eiweißmoleküle übersetzt wird.

1966
Der britische Biologe John Gurdon stellt Klone des afrikanischen Krallenfrosches her, indem er Kerne von Darmwandzellen in entkernte Eizellen einschleust.

1972
Paul Berg benutzt eine enzymatische Genschere, um die DNA von Bakterien und Viren zu schneiden. Außerdem schweißt er zwei DNA-Stränge mit dem Enzym Ligase zu einem neuen kreisförmigen Molekül zusammen: die erste rekombinante DNA ist geschaffen. Berg wird 1980 mit dem Chemie-Nobelpreis geehrt.

1973
Die kalifornischen Forscher Stanley Cohen, Annie Chang und Herbert Boyer schleusen ein künstlich hergestelltes kreisförmiges DNA-Molekül (ein „Plasmid“) in das Bakterium Escherichia coli ein, welches daraufhin die fremden Eiweißmoleküle bildet, die von dem Plasmid kodiert werden. Erstmals ist es damit gelungen, Gene von einem Organismus auf einen anderen zu übertragen – die Geburtsstunde der Gentechnik. Cohen ist Medizin-Nobelpreisträger 1986.

1975
140 führenden Wissenschaftlern ist die Entwicklung nicht mehr geheuer: Auf der Konferenz von Asilomar in Kalifornien beschließen sie ein Moratorium für Experimente mit menschlichen Krebsgenen. Ferner werden die Entwicklung von Sicherheitsstämmen sowie physikalische Sicherheitsmaßnahmen gefordert. Die Konsequenzen sind die Richtlinien für die Arbeit mit rekombinantem Erbmaterial, die in den USA 1976 in Kraft treten und zur Aufhebung des Moratoriums führen. In der Bundesrepublik Deutschland folgt 1978 ein entsprechendes Regelwerk.

1976
In Kalifornien gründen Herb Boyer and Bob Swanson „Genentech“, die erste Gentechnik-Firma. Beteiligt ist unter anderem der heutige Direktor des Max-Planck-Instituts für Biochemie, Axel Ullrich.

1977
Walter Gilbert und Albert Maxam stellen eine Methode vor, um die Abfolge der DNA-Bausteine zu bestimmen. Ein weiteres Verfahren wird im selben Jahr von Fred Sanger entwickelt. Drei Jahre später teilen sich Gilbert und Sanger den Chemie-Nobelpreis.

1980
Das höchste Gericht der USA stellt fest, dass „alles unter der Sonne von Menschenhand geschaffene“ patentierbar ist, und es schließt auch gentechnisch veränderte Organismen ausdrücklich in diese Kategorie ein.

1981
An der Ohio State University gelingt es, fremde Gene in das Erbgut von Mäusen einzuschleusen. Damit wird zum ersten Mal ein transgenes Tier erzeugt. Pflanzen werden zwei Jahre später gentechnisch verändert.

1982
Das erste gentechnisch hergestellte Medikament, das menschliche Insulin, kommt in den USA auf den Markt. Es wird von Bakterienzellen produziert, die das menschliche Insulin-Gen enthalten. Davor standen für Diabetiker nur Schweine- und Rinderinsulin zur Verfügung, bei denen das Risiko von Allergien besteht.

1983
Kary Mullis erfindet in Kalifornien die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), mit der man DNA außerhalb von Zellen vervielfältigen kann. Die PCR ist heute in der medizinischen Diagnostik und in der Forschung eine wichtige Technik. Mullis erhält für seine Entwicklung 1993 den Chemie-Nobelpreis.

1984
Steen Willadsen klont die „Schiege“ aus embryonalen Zellen von Schaf und Ziege.

1985
Die ersten Freisetzungsversuche mit gentechnisch veränderten Mikroben einer US-Firma werden heimlich und illegal auf dem Flachdach des Unternehmens durchgeführt.

1986
Erstmals wird die Freisetzung genetisch veränderter Pflanzen genehmigt.

1987
Gentechnik-Gegner besetzen in Kalifornien ein Feld mit Erdbeeren, die mit genveränderten Bakterien besprüht sind. Der Widerstand gegen Freisetzungsexperimente mit gentechnisch veränderten Pflanzen dauert bis heute an.

1988
Das erste genetisch veränderte Säugetier, die so genannte Harvard-Krebsmaus, wird in den USA patentiert. Diese Maus trägt ein menschliches Krebsgen und soll zur Entwicklung neuer Medikamente eingesetzt werden. Ein weiteres Patent umfasst die Herstellung einer Maus, die das Immunsystem des Menschen trägt und zur AIDS-Forschung dienen soll.

1989
Das Europäische Patentamt weist den Patentanspruch der Harvard-Forscher zunächst zurück. Nach einem Einspruchsverfahren wird die „Krebsmaus“ schließlich 1992 auch in Europa patentiert. Weitere Patente folgen. Bis 1999 liegen beim Europäischen Patentamt etwa 600 Patentanmeldungen für transgene Tiere und 1500 Anträge zur Patentierung transgener Pflanzen vor.

1990
Das Humangenomprojekt wird offiziell gestartet. Ziel ist es, das gesamte Erbgut des Menschen zu entschlüsseln, das aus mehr als drei Milliarden Bausteinen besteht.

In den USA beginnt der erste Gentherapieversuch: Die vierjährige Ashanti de Silva bekommt eine Infusion mit ihren eigenen, genetisch veränderten weißen Blutkörperchen. Sie produzieren ein Stoffwechselenzym, das dem Mädchen fehlt. Ashanti kann heute – möglicherweise auch auf Grund der Gentherapie – ein weitgehend normales Leben führen.

1992
Künstlich erzeugte Embryonen können im Reagenzglas auf genetische Abweichungen getestet werden.

Zum ersten Mal wird ein Chromosom eines zellkernhaltigen Lebewesens vollständig entschlüsselt, das Chromosom III der Bäckerhefe.

1993
US-Forscher klonen erstmals menschliche Embryonen und halten sie im Reagenzglas mehrere Tage am Leben.

1994
Das erste genetisch veränderte Lebensmittel, die „Anti-Matsch“-Tomate, wird in den USA zugelassen.

1995
Zum ersten Mal ist die Gensequenz eines Bakteriums vollständig bekannt (Haemophilus influenzae).

1996
Die Ethikkommission der Medizinischen Hochschule Lübeck lehnt den Antrag auf eine so genannte Präimplantationsdiagnostik ab, also einen Gentest an künstlich erzeugten Embryonen vor dem Einpflanzen in die Gebärmutter und die nachfolgende Auswahl eines gesunden Embryos. Dieses Verfahren ist in einigen anderen Ländern erlaubt, in Deutschland bis heute verboten.

1997
Schottische Forscher präsentieren das Klonschaf „Dolly“, das erste Säugetier, das aus der Körperzelle eines erwachsenen Tieres hergestellt wird.

1998
Weitere Klone werden aus Zellen erwachsener Tiere erzeugt: Mäuse auf Hawaii und acht Kälber in Japan.

Die erste Gensequenz eines Tiers wird veröffentlicht. Es handelt sich um den Fadenwurm Caenorhabditis elegans. Dutzende weiterer „Genomprojekte“ von Mikroorganismen, Tieren und Pflanzen haben neben dem Humangenomprojekt begonnen.

Embryonale Stammzellen werden im Reagenzglas gezüchtet.

In Island erhält eine Privatfirma die Genehmigung, eine Datenbank mit Geninformationen aller lebenden und toten Isländer einzurichten. Wenig später beginnt ein ähnliches Projekt in Estland.

1999
Der US-Amerikaner Jesse Gelsinger stirbt an den Folgen eines sorglos durchgeführten Gentherapie-Versuchs.

Britische Forscher legen eine „Arbeitsversion“ der Sequenz des menschlichen Chromosoms 22 vor.

2000
Im April gibt die Firma Celera bekannt, sie habe das Erbgut des Menschen vollständig entziffert und sei dabei, die 60 Millionen Fragmente am Computer zusammen zu setzen. Im Juni verkündet das öffentlich geförderte Humangenomprojekt seinen Erfolg: Die Forscher haben 97 Prozent des menschlichen Erbguts entschlüsselt.

Zum ersten Mal ist auch das Erbgut einer Pflanze bekannt, das Genom der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana.

Großbritannien erlaubt das therapeutische Klonen von bis zu 14 Tage alten Embryonen. Forscher hoffen, mit Hilfe embryonaler Stammzellen Gewebe zu züchten und damit bisher unheilbare Krankheiten zu heilen. Weltweit wird dieses Verfahren kontrovers diskutiert. In den USA wird dagegen beschlossen, die Forschung mit embryonalen Stammzellen nun auch staatlich zu finanzieren.

Das erste nach genetischen Kriterien ausgewählte Kind kommt in den USA zur Welt.

2001
Francis Collins vom öffentlich geförderten Humangenomprojekt und Craig Venter von der Firma Celera legen eine detaillierte Karte des menschlichen Erbguts vor. Zugleich verkünden die ehemaligen Konkurrenten, dass sie die Daten fortan gemeinsam auswerten werden.

Der Italiener Severino Antinori kündigt an, bald den ersten Menschen zu klonen. In den USA räumen Wissenschaftler wenige Wochen später ein, menschliche Embryonen ausschließlich zu Forschungszwecken hergestellt zu haben. Eine US-Firma gibt bekannt, sie habe solche Embryonen bereits geklont.

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