Von alten Wahrsagern bis hin zu Stockpickern an der Wall Street haben sich die Menschen immer danach gesehnt, in die Zukunft blicken zu können. Die Fähigkeit wurde natürlich größtenteils überbewertet.
Aber was ist, wenn es einen Sinn gibt, in dem man wirklich die Zukunft erkennen kann? Und was wäre, wenn wir auch ein bestimmtes Ergebnis wahrscheinlicher und sogar sicherer machen könnten? Die aufkommende Technologie, die als Gen-Antriebe bekannt ist, bietet genau diese Aussicht, bestimmte Merkmale zukünftiger Pflanzen und Tiere zu bevorzugen - um die landwirtschaftliche Produktion zu steigern, das Risiko einer Übertragung von Infektionskrankheiten zu verringern oder etwas, was wir uns noch nicht vorgestellt haben. In der Tat haben einige bereits vorgeschlagen, Gen-Antriebe zu verwenden, um bestimmte Mücken zu eliminieren, die Zika, Malaria und andere Krankheiten verbreiten können. Aber ist das eine gute Idee? Wie sollten wir darüber nachdenken, eine solche Technologie so einzusetzen, dass ihre Vor- und Nachteile für heutige und zukünftige Generationen antizipiert und abgewogen werden?
Auf Ersuchen der National Institutes of Health und der Stiftung für das NIH hat sich im vergangenen Jahr ein Ausschuss der Nationalen Akademien der Wissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Medizin mit diesen Fragen befasst. Letzten Monat veröffentlichte das Komitee, das ich gemeinsam mit Elizabeth Heitman vom Zentrum für biomedizinische Ethik und Gesellschaft des medizinischen Zentrums der Vanderbilt University leitete, seinen Bericht: „Genantriebe am Horizont: Fortschritt in der Wissenschaft, Navigation und Ausrichtung der Forschung auf die Öffentlichkeit Werte. “Was haben wir daraus geschlossen? Ich werde gleich darauf eingehen, aber zuerst eine Lektion über die Wissenschaft.
Mithilfe der Gentechnologie können Wissenschaftler die normalen Regeln - wenn Sie so wollen - der genetischen Vererbung bei der sexuellen Reproduktion ändern. Durch Gen-Antriebe können wir die Chancen (von den 50: 50-Chancen der Natur bei den meisten sich sexuell reproduzierenden Arten), dass ein bestimmtes Gen an einen Nachwuchs weitergegeben wird, signifikant erhöhen. Die Gen-Antriebstechnologie kombiniert ein verändertes genetisches Merkmal wie die Produktion eines Mannes mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit, dass das Merkmal in einer Population vorkommt.
Dies ist ein neues Werkzeug in einer etablierten Verfolgung. Vererbung ist ein Bereich, in dem die Menschen große Anstrengungen unternehmen, um zukünftige Ergebnisse zu verwalten. Züchter arbeiten möglicherweise jahrelang oder jahrzehntelang, um sicherzustellen, dass Merkmale wie die Samengröße einer Pflanze oder die Stärke oder Geschwindigkeit eines Pferdes vorhersehbar von Generation zu Generation weitergegeben werden. Wie vorhersehbar? Nun, im Laufe der Geschichte macht die Essenz der „guten Zucht“ die Weitergabe eines wünschenswerten Merkmals zwischen den Generationen so zuverlässig wie möglich.
Erst im späten 19. Jahrhundert ergaben Experimente mit Erbsenpflanzen durch den österreichischen Mönch Gregor Mendel die Aussicht, dass die Verwaltung der Übertragung von Merkmalen zwischen den Generationen über bewährte Praktiken oder sogar Vermutungen hinausgehen könnte. Mendel zeigte, dass er zumindest für einige Elternmerkmale die durchschnittliche Häufigkeit vorhersagen konnte, mit der sie bei Nachkommen auftreten würden. Wenn zum Beispiel Elternpflanzen einer sich sexuell reproduzierenden Art rote Blüten oder gelbe Samen hätten, könnte eine Vorhersage sein, dass die Hälfte aller Nachkommen rote Blüten oder gelbe Samen hätte. Es war ein bemerkenswerter Fortschritt. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts gehörten Mendels Ergebnisse zu den grundlegenden Erkenntnissen, die zur Wissenschaft der Genetik führten.
Genetiker arbeiten daran, die Vererbungsregeln aufzudecken, indem sie die Prozesse verstehen, die die DNA oder den Genotyp eines Individuums mit der Expression eines bestimmten Merkmals, des Phänotyps eines sich entwickelnden Organismus oder eines Erwachsenen verbinden. Dies erfordert das Verständnis der molekularen und umgebungsbedingten Variablen, die ein Ergebnis steuern, z. B. männliche oder weibliche Nachkommen. Wir wissen, dass die Generation der Nachkommen bei den meisten Arten mit zwei Geschlechtern durchschnittlich etwa die Hälfte der männlichen und die Hälfte der weiblichen Geschlechter haben wird. Dies ist eine Grundregel für die Vererbung: Fehlen Kräfte wie die Genmutation oder die natürliche Selektion, entspricht die Häufigkeit vieler Merkmale in der Nachkommensgeneration der der Elterngeneration. Aber was wäre, wenn Sie die Technologie hätten, um diese Grundregel zu ändern und das Verhältnis zwischen Männern und Frauen in der Nachkommensgeneration auf 60:40 oder 70:30 oder sogar 99: 1 zu erhöhen?
Die Genantriebstechnik eröffnet solche Möglichkeiten. Ein Gen-Antrieb könnte entwickelt werden, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass eine Frau Männer im Gegensatz zu Frauen hervorbringt. Darüber hinaus steigt mit dem Tod jeder Generation der Anteil der Männer in einer Population, wenn das Merkmal durch eine Population "fährt" - die Zukunft wird sicherer. Im Extremfall könnte ein Großteil oder die gesamte Population zu Männern werden, und natürlich würde das Ergebnis für eine Art mit sexueller Fortpflanzung die Verringerung oder Beseitigung einer Population oder sogar das Aussterben einer Art sein.
Aber sollten Genantriebe eingesetzt werden, um die Populationsgröße zu verändern, vielleicht bis zum Aussterben? Andererseits versprechen gentechnisch veränderte Organismen, die menschliche Gesundheit und die landwirtschaftliche Produktivität zu verbessern, andere Arten zu erhalten und die Grundlagenforschung voranzutreiben. Stellen Sie sich vor, Sie eliminieren eine Mückenart, die Malaria trägt.
Es gibt jedoch mögliche Nachteile bei der Freisetzung von Gen-Drive-modifizierten Organismen in natürlichen Ökosystemen. Wie sollten wir überlegen, eine solche Gen-Antriebskraft einzusetzen? Was sollten wir beachten, bevor wir uns für eine Verwendung entscheiden?
Der im Juni veröffentlichte Bericht des NIH-Komitees widmet verantwortungsbewusster Wissenschaft große Aufmerksamkeit und der Notwendigkeit, die sozialen, umweltbezogenen, regulatorischen und ethischen Überlegungen zur Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen in die Umwelt fortlaufend zu bewerten. Wie wir betont haben, beruht jeder Schritt in der Forschung und im Einsatz auf Werten, die von Einzelpersonen und Gemeinschaften vertreten werden. Das öffentliche Engagement für das Aufdecken und Verstehen dieser Werte kann kein nachträglicher Gedanke sein. Die Steuerung der Forschung an gentechnisch veränderten Organismen sollte in der persönlichen Verantwortung des Forschers beginnen und sich von dort auf Forschungseinrichtungen und Aufsichtsbehörden erstrecken. Aber welche Regulierungsbehörden: staatliche, föderale, globale? Schließlich soll sich bei der Freisetzung ein Gen-Drive-veränderter Organismus ausbreiten. Die Grenzen von Privateigentum, Staaten oder Ländern sind keine Hindernisse für die Verbreitung. Eine Schlüsselbotschaft des Berichts lautet:
"Derzeit liegen keine ausreichenden Erkenntnisse vor, um die Freisetzung von gentechnisch veränderten Organismen in die Umwelt zu unterstützen. Die potenziellen Vorteile von gentechnisch veränderten Organismen für die Grundlagenforschung und die angewandte Forschung sind jedoch erheblich und rechtfertigen die Fortsetzung von Laboruntersuchungen und hochkontrollierten Feldversuchen . "
Einige der Lücken im Verständnis der vollständigen Auswirkungen der Gentechnologie schließen ökologische und evolutionäre Prozesse in natürlichen Ökosystemen ein. Wenn wir eine Art wie eine Mücke, die einen Erreger überträgt, der den Menschen infiziert, verringern oder sogar eliminieren, was bedeutet das für die Stabilität des Ökosystems? Diese Aktion kann beispielsweise die Möglichkeit eröffnen, dass sich eine oder mehrere zusätzliche Insektenarten, die noch weniger wünschenswerte Infektionskrankheiten übertragen, ansiedeln oder vermehrt werden.
Das Konzept des Komitees für die weitere Entwicklung enthält einen schrittweisen Rahmen für Tests, der von der Laborentwicklung über die Freisetzung vor Ort bis zur Überwachung von gentechnisch veränderten Organismen reicht. Wir haben die ökologische Risikobewertung als Methode empfohlen, um zu quantifizieren, wie sich eine bestimmte Veränderung oder Veränderungen der Umwelt auf gesellschaftliche Werte auswirken wird, z. B. auf die Wasserqualität oder die Wahrscheinlichkeit, dass sich eine unerwünschte Schädlingsart, die einen infektiösen Erreger überträgt, ansiedelt.
Die Kontrolle der Zukunft der Vererbung über ganze Populationen und Arten hinweg ist ein starker wissenschaftlicher Fortschritt, der schwer zu übertreiben ist. Und wie so oft besteht die Gefahr, dass die wissenschaftliche Forschung die Entwicklung eines breiteren ethischen Rahmens übertrifft, um festzustellen, ob und wie diese neu erworbene wissenschaftliche Kraft am besten eingesetzt werden kann. Hoffen wir, dass Wissenschaftler und Regierungen überall der Aufforderung des Berichts nachkommen, mit Vorsicht vorzugehen. Das Versprechen der Gentechnologie ist immens, aber wenn wir über die Fähigkeit sprechen, bestimmte Arten aussterben zu lassen, können wir es uns nicht leisten, diese Technologie zu missbrauchen.
James P. Collins ist Virginia M. Ullman Professor für Naturgeschichte und Umwelt an der School of Life Sciences der Arizona State University in Tempe.
Dieser Artikel wurde für Future Tense, einen Zócalo-Partner, geschrieben. Future Tense ist ein Projekt der Arizona State University, New America und Slate. Eine Version erschien auch auf Slate.com.
