Gentransfer: Von Pflanze zu Bakterien 1:100000000000000000000

Antibiotikaresistente Krankheitserreger haben sich ausbreiten können - lange bevor es gentechnisch veränderte Pflanzen mit Antibiotikaresistenz-Markern gab. Dennoch, so fürchten viele, könnte sich das Problem resistenter Krankheitskeime weiter verschärfen, sollte es zu einem großflächigen Anbau solcher gv-Pflanzen kommen.

So sei es denkbar, dass beim Verrotten von gv-Pflanzen auf dem Feld deren Markergen von Bodenbakterien aufgenommen und weiterverbreitet wird. Ähnliches könnte beim Verzehr von pflanzlichen Lebensmitteln oder Futter passieren, wenn die Resistenzgene von Bakterien im Darm aufgenommen und von dort auf Krankheitserreger übergehen. Die gegen diese Infektionen eingesetzten Medikamente könnten dann unwirksam werden.

Gensprung von der Pflanze zu Bakterien. Damit sich ein solches Szenario tatsächlich ereignet, muss das entsprechende Gen aus der Pflanze von einem Bodenbakterium aufgenommen werden. Ein solcher horizontaler Gentransfer ist nach den bisherigen Erkenntnissen ein außerordentlich seltener Vorgang, der nur unter bestimmten Voraussetzungen möglich ist.

Streptokokken leben im menschlichen Darm. Diese Bakterien könnten theoretisch ein Markergen aus gentechnisch veränderten Nahrungspflanzen aufnehmen.

Nur wenn gleichzeitig mehrere Bedingungen erfüllt sind, kann ein horizontaler Gentransfer stattfinden. Bei der Verdauung oder anderen Abbauvorgängen darf das im Genom einer gv-Pflanze vorhandene Resistenzgen nicht zerstört werden. Normalerweise wird in der Nahrung enthaltenes Erbmaterial von Verdauungsenzymen in Bruchstücke zerlegt, die viel kleiner sind als das Resistenzgen. Hinzu kommt, dass bei Aufnahme von DNA‑Fragmenten durch Bakterien diese nochmals in kleinere Stücke "zerlegt" werden.

• Es müssen Bakterien im Darm sein, die in der Lage sind, das Resistenzgen aufzunehmen. Hierfür kommen nach bisherigen Erkenntnissen nur Streptococcus-Arten in Betracht, die etwa ein Hundertstel der Darmflora ausmachen.

• Das Gen muss in dem Bakterium aktiv werden, so dass dieses nun ein spezielles Enzym bildet, mit dem das Antibiotikum entgiftet werden kann. Dafür müssen geeignete Steuerelemente vorhanden sein, welche die Expression des Gens regulieren. 

• Die Bakterien mit einem aktiven Resistenzgen müssen gegenüber denen ohne einen Überlebensvorteil haben - das trifft zu, wenn gerade eine Antibiotikabehandlung durchgeführt wird. Unter diesen Umständen können sie sich verstärkt vermehren und andere Mikroorganismen im Darm verdrängen.  

Extrem selten. Eine Gen-Übertragung von Pflanzen auf Bakterien ist zwar höchst unwahrscheinlich, jedoch prinzipiell möglich. Verschiedene Wissenschaftler haben versucht, die Wahrscheinlichkeit eines horizontalen Gentransfers unter natürlichen Bedingungen und in theoretischen Modellversuchen zu bestimmen. 

Es kam heraus, dass alle für einen erfolgreichen horizontalen Gentransfer erforderlichen Einzelschritte sehr selten sind. Die Wahrscheinlichkeit des Gesamtvorgangs ist daher extrem gering. Die Schätzungen liegen zwischen 10^-13 und 10^-27. Ein erfolgreicher Gentransfer ist weit weniger wahrscheinlicher, als dass ein Bakterium zufällig eine Resistenz gegen ein Antibiotikum entwickelt als

Gentransfer Nachweis kaum möglich. Ein unter natürlichen Bedingungen so extrem seltenes Ereignis wie ein horizontaler Gentransfer ist kaum messbar. Bisher ist es jedenfalls nicht gelungen, einen Gentransfer in der Natur nachzuweisen.

Nur im Labor konnte bisher ein Gentransfer von Pflanze zu  Bakterien beobachtet werden - allerdings nur unter der Voraussetzung, dass zuvor ideale Bedingungen für einen Gentransfer "künstlich" erzeugt worden waren.

Inzwischen wurden auch Studien zur Übertragung von Antibiotikaresistenz-Genen aus gv-Pflanzen auf Bakterien des Verdauungstraktes von Wirbeltieren durchgeführt. So wurden Samen des insektenresistenten Bt-176 Mais mit dem Ampicillinresistenz-Marker an Küken verfüttert. In Proben aus deren Kropf, Magen und Darm ließ sich kein Gentransfer  nachweisen. 

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• Bewertung verschiedener Antibiotikaresistenz-Gene. Das Gutachten der Europäischen Lebensmittelbehörde EFSA