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Wo führt uns unser genetisches Wissen hin?

Das Entschlüsseln des menschlichen Genoms hat uns Einsichten in die menschliche Natur, in unsere Beziehung zur Welt und in unserer Zukunft gebracht. Wir kennen jetzt die Gruppe von Anweisungen, welche die menschliche Entwicklung regelt, nämlich die Art und Weise wie jeder von uns aus einer Zelle (dem befruchteten Ei) zu einem erwachsenen Menschen aus Hunderten von Billionen Zellen unterschiedlicher Art herangewachsen ist. Was wird das nächste sein?

Die Sprache des Genoms ist die DNA; ihr Alphabet besteht gerade einmal aus vier verschiedenen Buchstaben: G, C, A, und T. Doch das Genom enthält drei Milliarden dieser Buchstaben. Das Projekt "menschliches Genom" trug sie in ein 'Buch des Lebens' ein; dieses besteht aus 500 Bänden mit je 1.000 Seiten; auf jeder Seite stehen im Durchschnitt 1.000 Wörter zu je sechs Buchstaben. Hinsichtlich seiner Arbeitsweise besteht das menschliche Genom aus einem langen Satz, der drei Milliarden Buchstaben umfasst. Dieser gliedert sich in 24 Satzteile, die Chromosomen, die jeweils zwischen 45 bis 280 Millionen Buchstaben umfassen.

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In einem Buch werden Wörter in Sätze gefasst, Sätze in Absätze und Absätze in Kapitel. Jede dieser Ebenen bietet eine höhere, umfassendere Stufe der Aussage. Das gleiche gilt für das menschliche Genom. Die Wörter des DNA sind die Gene, sie kodieren Proteine (Eiweiß), die molekularen Bausteinen des Lebens. Gene und Proteine wiederum werden zu biologischen Organen verbunden, zu Herz, Gehirn, Nieren, und so weiter, und diese führen die Funktionen des Lebens aus.

Der erste grobe Überblick über das menschliche Genom, wurde im Februar 2001 veröffentlicht und bot vier grundsätzlich neue Einsichten. Die erste war: Das Buch des Lebens besteht im Falle des Menschen nur aus 30.000 bis 35.000 verschiedenen Wörtern oder Genen. Das ist überraschend, weil schon das Genom eines kleinen Wurmes, das bereits früher entschlüsselt worden war, über 20.000 Gene enthält. Wie wir mit nur einem Drittel mehr Genen als dieser einfache Wurm auskommen können, bleibt ein offenes Rätsel.

Die zweite war: Es gibt im wesentlichen keine Wörter im Buch des Leben, welche die Rasse bestimmen. Tatsächlich kann sich das Buch des Leben zweier Farbiger stärker von einander unterscheiden als das einer kaukasischen Person und einer farbigen. Die Rassenunterschiede sind daher kulturell und nicht genetisch bedingt.

Drittens enthalten die Bücher des Leben für Menschen, Fische, Fliegen, und Hefen eine Vielzahl gemeinsamer Wörter (wenn sie auch jeweils etwas anders buchstabiert werden). Viele wesentliche biologische Organe, die aus diesen Genen und Proteinen bestehen, sind einander erstaunlich ähnlich. Dies unterstreicht die Abstammung aller Lebewesen von einem einzigen, gemeinsamen Urahn.

Die vierte Einsicht bezieht sich in ähnlicher Weise auf die innere Verbundenheit aller Lebewesen. Zum Beispiel enthält das Buch des Leben für den Menschen ungefähr 200 Gene, die von anderen Organismen stammen. Das widerspricht der lange geteilten Ansicht, dass alle unsere Gene gradlinig von den Großeltern über die Eltern zu den Kindern übertragen werden. Es scheint so zu sein, dass sich die biologische Evolution auch horizontal arbeitet und zwar derart, dass ein Lebewesen Gen-Informationen von anderen Organismen in seiner Umgebung in sich aufnehmen kann.

Das im Buch des Leben enthaltene Wissen hat einen Paradigmenwandel in der Biologie und der Medizin ausgelöst. Wir können jetzt biologische Organe (Systeme) dahingehend untersuchen, wie alle seine Bestandteile untereinander wechselweise zusammenwirken, statt wie bisher zu fragen, wie jeweils ein Gen oder ein Protein in einem Fall wirkt. Tatsächlich folgt das Institut für Systembiologie, das ich vor zwei Jahren mitbegründet habe, meiner Überzeugung, dass die Untersuchung von Organen oder biologischen Systemen die Forschung im 21. Jahrhundert bestimmen wird.

Der Paradigmenwandel dürfte in der Medizin ebenso radikal ausfallen. In den nächsten 10 bis 15 Jahren werden wir eine Verschiebung im gegenwärtigen nur reagierenden Medizinmodell erleben. Heute geht man zum Arzt, wenn an krank wird; und der Mediziner versucht, einen wieder in Ordnung zu bringen. Demnächst werden wir eine vorausschauende, vorbeugende und letztlich eine auf die Person bezogene Form der Medizin bekommen.

Wenn Sie zum Beispiel eine Frau mit einer einzelnen, entarteten Kopie des Brustkrebsgen 1 sind, haben Sie eine Chance von 70 %, im Alter von 60 Jahren Brustkrebs zu bekommen. Warum liegt die Chance nur bei 70 %? In manchen Fällen benötigen defekte Gene gewisse Umweltsignale, um aktiviert zu werden. Eine andere, wahrscheinlichere Erklärung geht dahin, dass einzelne defekte Gene nicht ausreichen, um eine Krankheit auszulösen, viel mehr müssen eine Reihe defekter Gene zusammenwirken.

Der hierbei wichtige Punkt ist, dass wir innerhalb der nächsten 10 bis 15 Jahre Hunderte von Genen bestimmt haben werden, die Individuen im Grunde für alle der üblichen, spät ausbrechenden Krankheiten, wie Krebs, die Erkrankung der Herzkranzgefäße, neurologische und Stoffwechselkrankheiten anfällig machen. Wir werden in der Lage sein, eine Blutprobe zu entnehmen, damit die Möglichkeit genetischer Defekte festzustellen und eine wahrscheinliche Gesundheitsgeschichte von dem zu entwerfen, was möglicherweise eintreten könnte. Die Mediziner werden die Gene im Zusammenhang mit den biologischen Organen, innerhalb derer sie arbeiten, studieren können und sie werden verstehen, wie man die Beschwerden umgehen kann, die sie auslösen.

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Die vorausplanende, vorbeugende und auf die Person bezogene Medizin der Zukunft könnte auch Änderungen in der Umwelt, besonders abgestimmte Medikamente, Eingriffe in die Gene und embryonalen Stammzellen umfassen. All das wird uns in eine ganz andere Welt bringen, eine, in der die Lebenserwartung der Menschen sich um 10 bis 30 Jahren verlängert, die enorme Vorteile bieten kann, die uns aber auch vor faszinierende und verblüffende ethische, gesellschaftliche und gesetzliche Ausgaben stellt.

Wie können wir, zum Beispiel, die möglicherweise enorme Zunahme an Kreativität und Produktivität fassen, welche eine durchschnittliche Lebenserwartung des Menschen von 90 und mehr Jahren mit sich bringt? Wer weiß schon etwas über die Möglichkeiten der vorausschauenden Gesundheitsgeschichte? Wollen wir doktrinären, religiösen Ansichten erlauben, unsere Fähigkeit zu blockieren, das enorme Potential der embryonalen Stammzellen zu erforschen und dadurch Zig Millionen Menschen die Krankheitsplagen zu nehmen? Diese Fragen unterstreichen unsere Verpflichtung, mit den Fortschritten in Wissenschaft und Technologie auf dem Laufenden zu bleiben, so dass wir ihre Vorteile zum Wohl der Menschheit nutzen können, während wir nachdenklich und vernünftigen mit den Herausforderungen umgehen, die sie auch darstellen.