Gezielte und zufällige Mutationen. Alte Gentechnik, neue genomische Verfahren und das Vorsorgeprinzip

Die Reform kommt: In der EU fallen künftig mit neuen genomischen Verfahren gezüchtete Pflanzen ohne Fremdgene nicht mehr unter das Gentechnik-Recht. Sie werden nun ähnlich wie herkömmliche Pflanzen behandelt. Viele gentechnik-kritische Organisationen, aber auch große Teile von SPD und Grünen sind strikt dagegen. Sie sehen es als große Gefahr, wenn solche Pflanzen „ohne jede Risikoprüfung“ auf den Markt kommen und eine „Schwächung des Vorsorgeprinzips“. Wissenschaftlich begründet ist das nicht.

Pflanzen, die mit neuen genomischen Techniken (NGT) entwickelt wurden und die sich bis auf einzelne, präzise herbeigeführte Punktmutationen nicht von konventionellen Pflanzen unterscheiden, müssen künftig kein aufwändiges Zulassungsverfahren mehr durchlaufen. Um sie anbauen und vermarkten zu können, reicht eine Anmeldung bei einer Behörde. Entspricht eine solche NGT1-Pflanze den dafür gesetzlich festgelegten Kriterien, wird sie in eine öffentlich zugängliche Datenbank eingetragen. Eine detaillierte wissenschaftliche Sicherheitsbewertung ist nicht mehr nötig, besondere Anbau- und Kennzeichnungspflichten gibt es für solche einfachen editierten Pflanzen nicht.

Das ist der Kern der Ende 2025 beschlossenen EU-Verordnung „über mit bestimmten neuen genomischen Techniken gewonnene Pflanzen“. Nach einer Übergangsfrist von zwei Jahren wird sie rechtskräftig. Eine qualifizierte Mehrheit der Mitgliedstaaten und des Europäischen Parlaments stimmten für diese Reform, die auf einen Vorschlag der EU-Kommission zurückgeht. (Noch steht eine Bestätigung der letzten, im Trilog-Prozess ausgehandelten Fassung durch das EU-Parlament aus. Diese wird Anfang 2026 erwartet.)

Vor allem in Deutschland ist die Kritik daran groß. Nicht nur die Bundestagsfraktionen von SPD und Grüne lehnen sie mehrheitlich ab, besonders lautstark protestieren vor allem jene Organisationen, die schon seit vielen Jahren gegen die alte, konventionelle Gentechnik zu Felde gezogen sind, etwa Umwelt- und Verbraucherverbände oder die Bio-Lebensmittelwirtschaft.

Die neue NGT-Verordnung sei „ein schwerer Fehler“, so Umweltminister Carsten Schneider (SPD), für den EU-Parlamentarier Martin Häusling (Grüne) ist sie ein „fatales Signal“. Alle Pflanzen „könnten durch Gentechnik gänzlich neue Eigenschaften erhalten, ohne dass mögliche Schäden für die umliegende Pflanzen- und Tierwelt noch geprüft oder überwacht werden müssten“, so die Grünen im Bundestag. Der Bioland-Verband spricht von einem „trojanischen Pferd“, unter dessen Deckmantel sich „Risiken in unsere Felder einschleichen“. Und für den Deutschen Naturschutzring (DNR) werden „die Ökosysteme und ihre Tier- und Pflanzenwelt bislang unvorhersehbaren Risiken ausgesetzt“.

Auch wenn wissenschaftlich zwischen „alter“ Gentechnik und neuen genomischen Techniken grundlegende Unterschiede bestehen, für die NGT-Gegner ist alles ein und dasselbe: „Neue Gentechnik bleibt Gentechnik“ – gleich gefährlich, verbunden mit ähnlichen, „unkalkulierbaren“ Umwelt- und Gesundheitsrisiken. Die neue Verordnung, die NGT-Pflanzen weniger streng reguliert als die alte Gentechnik, nehme in Kauf „dass sich NGT-Pflanzen, die sich später als schädlich für Mensch oder Umwelt erweisen, derart in der natürlichen Umwelt ausbreiten, dass sie später nicht mehr rückholbar sind.“ (Gutachten für die Grünen im Bundestag, September 2023) „Der Gentechnik-Vorschlag der EU-Kommission“, so die Verbraucherzentrale Bundesverband, „wirft das Vorsorgeprinzip über Bord“.

Doch treffen solche Vorbehalte, seit dreißig Jahren kaum abgewandelt, tatsächlich auch auf die neuen genomischen Verfahren wie die Gen-Schere CRISPR/Cas zu? Sind damit erzeugte Pflanzen grundsätzlich mit Risiken verbunden?

Gezielte Punktmutation im Labor und zufällige Mutationen in der Natur

Wenn mit Hilfe neuer genomischer Techniken – auch als Genome Editing bezeichnet – einzelne DNA-Bausteine verändert werden, passiert auf molekularer Ebene fast dasselbe wie bei einer natürlichen Mutation – mit dem einzigen Unterschied: Sie ereignet sich nicht irgendwo im riesigen Genom einer Pflanze, sondern an einer vorgegebenen Stelle, von der man aus der Forschung weiß, dass sie für eine bestimmte Eigenschaft verantwortlich ist, etwa für die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Pilzkrankheit. Genau dort wird der DNA-Strang durchtrennt und anschließend vom zelleigenen Reparatursystem wieder zusammengefügt. Dabei können einzelne DNA-Bausteine ausgetauscht oder ein vorhandenes Gen „abgeschaltet“ werden – wie bei jeder zufälligen Mutation in der Natur.

Mutationen ereignen sich ständig und überall, bei jeder Zellteilung und jeder Vermehrung. Ohne sie gäbe es keine Evolution. Jede Mutation bedeutet eine Veränderung im Erbgut. Wo sie geschieht und was sie bewirkt, ist allein vom Zufall abhängig. Züchter haben gelernt, mit Mutationen umzugehen und sie – anfangs mehr intuitiv – zu nutzen, um die Eigenschaften von Pflanzen zu verbessen. Ohne Mutationen – und die Selektion der jeweils besten Nachkommen – hätten sich aus unscheinbaren Wildpflanzen keine Kulturpflanzen entwickeln können.

Mit nur einer einzelnen Mutation an einem vorbestimmten Ort sind die neuen Genome Editing-Verfahren um einen Quantensprung präziser. Dennoch ist es durchaus möglich, dass der Erbgut-Strang einer Pflanze nicht nur am gewünschten Ziel, sondern auch an anderen, im Einzelnen unbekannten Stellen durchtrennt wird. Solche unbeabsichtigten Fehlschnitte werden als Off-target-Effekte bezeichnet. Wo genau sich diese ereignen, wie sich dadurch Eigenschaften verändern und welche negativen Folgen das haben könnte, weiß man im Einzelnen nicht.

Doch sind Off-target-Effekte wirklich so zahlreich und unkontrollierbar wie es die kritischen Einwände nahelegen? Sind die damit verbundenen Risiken so gravierend, dass weitreichende Einschränkungen der neuen Züchtungsverfahren gerechtfertigt sind?

Wenn CRISPR das Ziel verfehlt. Das Risiko von Off-target-Effekten

Eine Arbeitsgruppe am Julius-Kühn-Institut (Institut für die Sicherheit biotechnologischer Verfahren bei Pflanzen, Quedlinburg) hat in Form eines systematischen Reviews mehr als tausend Publikationen zu Genome Editing-Anwendungen bei Pflanzen ausgewertet, überwiegend aus der Grundlagenforschung. 252 dieser Publikationen enthielten Angaben zu möglichen Off-target-Effekten, bei den meisten (ca. 90 Prozent) wurde das CRISPR-Verfahren (Gen-Schere) eingesetzt.

Die Wahrscheinlichkeit von Off-target-Effekten hängt vor allem davon ab, ob die molekulare Sonde – bei CRISPR die Guide-RNA (siehe Grafik oben links) – nicht nur an der vorgesehenen Zielsequenz andockt, sondern auch an weiteren ähnlichen Stellen im Genom. Wenn es solche geben sollte, spürt die Sonde diese auf und die Gen-Schere (Cas-Protein) durchtrennt den DNA-Strang auch dort. Ungewollt können sich dadurch Eigenschaften der Pflanze verändern.

Mit Hilfe geeigneter Bioinformatik-Programme lassen sich jene Sequenzen im Pflanzen-Erbgut identifizieren, bei denen aufgrund der Ähnlichkeit mit der Zielsequenz das Risiko von Fehlschnitten – also unbeabsichtigte Mutationen – groß ist. Genau diese empfindlichen Stellen kann man genauer untersuchen, ob es tatsächlich dazu gekommen ist. In etwa drei Prozent der möglichen Off-target-Bereiche war das der Fall, so die Auswertung der JKI-Arbeitsgruppe.

Je länger die Zielsequenz ist, die von der CRISPR-Sonde angesteuert wird, um so unwahrscheinlicher ist es, dass genau diese DNA-Abfolge irgendwo im Genom der jeweiligen Pflanze noch einmal vorkommt – und umso unwahrscheinlicher sind Off-target-Effekte. Durch einen geeigneten Zuschnitt der jeweiligen Zielsequenz – und die entsprechende Konstruktion der Sonde, die sie im Genom aufspürt – lassen sich Fehlschnitte drastisch reduzieren.

„Jenseits der Schwelle praktischer Vernunft“

Doch anders als mögliche Fehler bei der alten Gentechnik sind Off-target-Effekte beim Genome Editing nichts anderes als weitere Mutationen – und die sind in der herkömmlichen Pflanzenzüchtung nichts Ungewöhnliches. Im Gegenteil: Von einer Generation zur nächsten kommt auf 150 Millionen Basenpaare (DNA-Bausteine) irgendwo ein „Fehler“ im Erbgut. Bei Kartoffeln sind es etwa sechs solcher spontanen zufälligen Veränderungen, bei Weizen mit seinem riesigen Genom bis zu 200, allein bei einer einzigen Pflanze. In einem ganzen Feld sind es Millionen.

In der Mutationszüchtung (Mutagenese), seit vielen Jahren bei verschiedenen Kulturarten eingesetzt, werden diese natürlichen Mutationsraten durch Chemikalien und Bestrahlung noch einmal drastisch – etwa um das 700-fache – erhöht.

Im Einzelnen sind solche „natürlichen“ oder durch künstliche Reize getriggerte Mutationen nicht bekannt – weder ihre Orte im Genom, noch ihre Anzahl und die Wirkungen, die sie hervorrufen. Wenn sie sich nicht im Erscheinungsbild (Phänotyp) niederschlagen und auch nicht messbar sind, bleiben sie unbeachtet. Unzählige Mutationen, die für die Pflanze keinen erkennbaren Nachteil bringen, laufen in der Züchtung einfach mit.

Ein Problem ist das bisher nicht. Auch wenn manchmal Eigenschaften – etwa Geschmack – im Züchtungsverlauf verloren gehen oder es nicht ausgeschlossen ist, dass infolge spontaner Mutationen eine Pflanze plötzlich Allergene bildet – niemand fordert, das Vorsorgeprinzip auch bei konventionell gezüchteten Pflanzen anzuwenden oder vollständige Gewissheit über alle Mutationen und die dadurch bewirkten DNA-Änderungen zu verlangen, bevor sie ausgesät werden dürfen.

Bei den neuen genomischen Techniken sollen dagegen andere Maßstäbe gelten. Zufällige Mutationen, über die sich bei konventioneller Züchtung niemand Gedanken macht, heißen nun plötzlich Off-target-Effekte und stehen unter Verdacht ernster Sicherheitsrisiken. Dabei ist der molekularbiologische Mechanismus – Schnitt im DNA-Strang und anschließende Reparatur durch die Zelle – jeweils derselbe. Der Unterschied: Als Off-Target-Ereignisse sind Mutationen beim Genome Editing selten und weitgehend vermeidbar, ungerichtete Mutationen bei der Züchtung jedoch nicht.

Für die Wissenschaft ist es weitgehend Konsens: Genom-editierte Pflanzen ohne zusätzlich eingeführte Fremd-Gene, die unter natürlichen Bedingungen auch „von selbst“ entstehen könnten, sind mit der alten Gentechnik nicht vergleichbar. Strikte Regulierungen bis hin zu Verboten sind unbegründet – und mit Blick auf das Vorsorgeprinzip auch nicht notwendig. Dessen Anwendung „darf nicht an spekulative Risiken anknüpfen“, so die Leopoldina Nationale Akademie der Wissenschaften in ihrer viel beachteten Stellungnahme „Wege zu einer wissenschaftlich begründeten, differenzierten Regulierung genomeditierter Pflanzen in der EU“. „Vielmehr ist das Vorsorgeprinzip wissenschaftsbasiert anzuwenden. […] Vorsorgemaßnahmen lassen sich nicht auf rein spekulative Erwägungen stützen.“