Wann kommen die gentechnisch optimierten Supermenschen?

CRISPR hat es einfacher gemacht, DNA zu manipulieren. Außerdem verraten stetig wachsende genetische Datensätze, welche Variationen des Erbguts für menschliche Eigenschaften mitverantwortlich sein könnten. Heißt beides zusammen, dass gentechnisch optimierte Menschen bald möglich sind? Das und mehr wollen wir vom Genetiker Wolfgang Nellen wissen.

Ein Interview von Wolfgang Kerler

Vielleicht werden wir als die Vorfahren der wirklich modernen Menschen in die Geschichte eingehen. Als eine Spezies, deren Exemplare selten perfekt ausfielen. Einige konnten schnell laufen, andere gut rechnen, manche wurden steinalt, viele starben frühzeitig. Das könnten Supermenschen des 22. Jahrhunderts in historischen Dokumentationen über ihre Urahnen erfahren – und sich darüber wundern. Wären sie doch alle schlau, sportlich, gesund und gentechnisch optimiert.

Klingt wie Science-Fiction. Doch seit der chinesische Forscher He Jiankui im November 2018 verkündete, die ersten CRISRP-Babys erschaffen zu haben, scheint eine solche Zukunft durchaus plausibel. Er gab an, bei den Embryos der beiden Mädchen das Gen CCR5 verändert zu haben, um sie immun gegen HIV zu machen. Schließlich gilt CCR5 als Einfallstor für das Virus. Dazu nutzte He Jiankui die oft „Genschere“ genannte Methode CRISPR/Cas. Da derartige Experimente an Menschen auch in China illegal sind, wurden er und drei seiner Kollegen inzwischen zu mehrjährigen Haftstrafen verurteilt.

Sind Gene für Reichtum und Einkommen verantwortlich?

Auch die Ergebnisse von Genome-Wide Association Studies , kurz GWAS, sorgen immer wieder für spannende Schlagzeilen. Ein Beispiel gefällig? „Wissenschaftler finden 24 ‚goldene‘ Gene, die uns dabei helfen, reich zu werden“, schrieb die Sunday Times im Frühjahr 2019. Der Artikel handelte von der Forschung eins Teams um den schottischen Genforscher David Hill, das nach Genvarianten suchte, die mit wirtschaftlichem Erfolg in Verbindung stehen.

Dafür nutzten Hill und seine Kollegen die UK Biobank, die größte genetische Datenbank der Welt. Sie fanden darin die genetischen Daten von 286.000 Teilnehmern, die zusätzlich Angaben zu ihrem Haushaltseinkommen gemacht hatten. An 18 Millionen Stellen im Genom dieser Menschen suchten die Wissenschaftler nach Genvarianten, die besonders häufig bei hohem Einkommen vorkommen. An etwa 30 Stellen wurden sie fündig und konnten diese, nach eigenen Angaben, mit 7,4 Prozent der Einkommensunterschiede in Verbindung bringen. Das heißt im Umkehrschluss, dass sie für 92,6 Prozent der Differenzen keine Korrelationen im Genom entdeckten.

Die Debatte, die nach der Veröffentlichung der umstrittenen Studie begann, stellte schließlich ganz grundsätzlich den Sinn und Zweck von Genome-Wide Association Studies in Frage. Was bringt es, in den wachsenden Bergen menschlicher Gendaten nach Erklärungen für bestimmte Eigenschaften zu suchen? Können GWAS die genetischen Ursachen menschlicher „Schwächen“ lokalisieren, die bei zukünftigen Generationen „weggeCRISPRt“ werden können? Oder findet man nur nutzlose Korrelationen?

Das wollten auch wir wissen – und konnten dazu einen Experten aus der 1E9-Community befragen: Wolfgang Nellen. Der Professor für Genetik an der Universität Kassel ist inzwischen im Ruhestand, engagiert sich aber als Mitgründer beim Verein Science Bridge, der Schülern und Nicht-Wissenschaftlern genetische Experimente näherbringen will. Bei 1E9 ist Wolfgang Nellen als @serigala angemeldet. Er steht für weitere Fragen aus der Community gerne zur Verfügung!

1E9: Man bekommt langsam das Gefühl, unsere Gene erklären alles. Ob wir tanzen können oder nicht , ob wir Hunde mögen oder nicht , ob wir reich werden oder nicht. Das müsste dich als Genetiker doch freuen, oder?

Wolfgang Nellen: Ich finde es vor allem ungeheuer interessant, was alles aufs Genom geschoben wird. Sogar die Politik-Berichterstattung hat die DNA entdeckt. Ständig lese ich Sätze wie: „Das ist in der DNA der SPD“ oder in der DNA von Physikern, der Fridays-for-Future-Bewegung oder der Bratwurstverkäufer. Das zeigt, dass wir auch in den Medien eine Phase erleben, in der von einer starken genetischen Prädetermination ausgegangen wird. Es entsteht der Eindruck, wir müssten in unserem Leben gar nichts mehr tun, weil sowieso alles durch unsere Gene vorbestimmt ist.

Ich erinnere mich noch an ganz andere Zeiten. Hätte ich in meiner Anfangszeit als Dozent gesagt, dass bestimmte Dinge genetisch bedingt sind, wäre ich wahrscheinlich gesteinigt worden. In den 1960er und 70er Jahren war Genetik höchstens etwas für Erbsen oder Fliegen. Der Mensch galt als unbeschriebenes Blatt – und seine Umwelt wurde für alles verantwortlich gemacht, egal ob für Intelligenz oder soziale Eigenschaften.

Und was ist der heutige Stand der Wissenschaft? Bestimmen unsere Gene oder unsere Umwelt, wer und wie wir sind?

Wolfgang Nellen: Die Antwort lautet: beides. Wie hoch allerdings der Anteil der Genetik und der Anteil der Umwelt sind, ist sehr schwer zu sagen.

Genauere Erkenntnisse sollen auch die umfangreichen Genome-Wide Association Studies liefern. Die werden allerdings immer wieder kritisiert. Was hältst du von GWAS?

Wolfgang Nellen: Ich finde, GWAS sind eine tolle Methode. Man muss nur wissen, wo ihre Grenzen sind. Vor allem muss man sich immer im Klaren darüber sein, dass man über Korrelationen redet – und Korrelationen sind etwas anderes als Kausalitäten.

Ich erinnere an den Zusammenhang zwischen der Anzahl von Störchen und der Geburtenrate. Da findet man wunderbare Korrelationen, da es auf dem Land nicht nur mehr Störche, sondern – im Verhältnis zur Einwohnerzahl – auch mehr Babys gibt. Natürlich könnte man daraus schließen, dass der Storch die Kinder bringt. Es ist aber nicht richtig.

Das Problem an den GWAS ist, dass sie gerne populistisch überinterpretiert werden. Sie erlauben jedoch eine Hypothese, die experimentell überprüft werden kann.

Aus der kürzlich von David Hill und seinem Team veröffentlichten Studie geht also nicht hervor, dass bestimmte Genvarianten für Reichtum verantwortlich sind. Ist sie also ein Beispiel für eine überflüssige GWAS?

Wolfgang Nellen: So fürchterlich blöd finde ich diese Korrelation zwischen Einkommen und Genetik gar nicht. Zuerst habe ich auch gelacht und gedacht: Was soll der Quatsch? Beim genaueren Hinsehen fand ich das Ergebnis aber ganz interessant, wenn auch fast schon trivial. Die „Reichtumsgene“, die dort gefunden wurden, überschneiden sich mit den „Intelligenzgenen“, die andere GWAS ermittelt haben. Der Zusammenhang zwischen Intelligenz und Einkommen ist statistisch gesehen nicht ganz unsinnig.

Du hast die Anführungszeichen um „Reichtumsgene“ und „Intelligenzgene“ nochmals betont. Warum?

Wolfgang Nellen: Weil wir eben auch hier nur von Korrelationen sprechen. Bestimmte Genvarianten kommen bei Menschen, die reich oder – nach unserer heutigen Definition – intelligent sind, häufiger vor. Diese Ergebnisse von GWAS-Studien sehe ich als Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen. Die sollten klären, was genau dahintersteckt und ob es tatsächlich einen kausalen Zusammenhang gibt.

Nehmen wir an, es wird ein kausaler Zusammenhang gefunden zwischen Genvarianten und Intelligenz. Dann müsste es doch möglich sein, Embryonen per CRISPR/Cas so zu optimieren, dass die Kinder intelligent und reich werden, oder? Dass CRISPR-Babys möglich sind, hat He Jiankui schließlich bewiesen.

Wolfgang Nellen: So schnell geht das nicht. Du wirst nicht einfach sagen können: Mein Kind wird später unglaublich reich, weil ich ihm das „Reichengen“ oder das „Intelligenzgen“ gegeben habe. Denn wir reden hier von einzelnen Genen, die im Bereich unter einem Prozent zu dem Merkmal „Reichtum“ oder „Intelligenz“ beitragen.

Man hat sehr viele Gene gefunden, die etwa mit dem, was wir als Intelligenz definieren, zusammenhängen könnten. Eine der gängigen Studien spricht von 300, eine andere sogar von 1000 Genen. Ein einzelnes Gen hat vielleicht einen Anteil von 0,1 Prozent an der Intelligenz. Ein Gen zu „optimieren“ würde daher kaum etwas bringen. Vielleicht kommt bei zehn Genen mehr heraus. Aber vielleicht müssen all diese Gene auch in einer ganz bestimmten Kombination vorhanden sein.

Wir sind noch ziemlich weit davon entfernt, diese Netzwerke genau zu durchschauen und den Beitrag einzelner Gene zu identifizieren. Aber ich denke, dass langfristig gewisse „Optimierungen“ möglich sein könnten. Weitere Versuche wird es auf jeden Fall geben.

Der Wissenschaftler, der die ersten „optimierten“ CRISPR-Babys erschaffen hat, sitzt allerdings erst einmal im Gefängnis.

Wolfgang Nellen: Ja. Aber die Kinder werden von nun an permanent überwacht und bis auf Mark und Knochen analysiert, da bin ich sicher. Sollte das Experiment erfolgreich gewesen sein, wird man das in fünf, sechs Jahren wissen. Vielleicht sogar früher. Das könnte auch deshalb zu einem Boom der Optimierungsversuche geben, weil es für He Jiankui möglicherweise gar nicht um HIV-Resistenz ging.

Wie kommst du darauf?

Wolfgang Nellen: Ich mag da ein bisschen ein Aluhutträger sein. Aber ich habe meine Zweifel daran, dass es He Jiankui primär um HIV ging. Schließlich gibt es eine Therapie für HIV.

Ich glaube, dass er eigentlich versucht haben könnte, das Gedächtnis der beiden Mädchen zu optimieren. Das betroffene Gen CCR5 hat nämlich die komplizierte Eigenschaft vieler Gene: Es ist multifunktionell. CCR5 ist zum einen das Einfallstor für HIV oder auch das Pockenvirus. Doch die Mutation von CCR5 sorgt bei Menschen auch für eine bessere Regeneration der Nerven nach einem Schlaganfall. Und in Versuchen mit Mäusen stellte man fest, dass sie durch eine Mutation im CCR5 Gen ein besseres Gedächtnis bekommen.

Unabhängig davon, worum es He Jiankui eigentlich ging: Sein Vorgehen wurde selbst in China als unethisch kritisiert. Könnte das nicht weitere Optimierungsversuche verhindern?

Wolfgang Nellen: Ob weitere Forschung als ethisch vertretbar angesehen wird oder nicht, da ich hänge ich mich mal ein bisschen aus dem Fenster, wird davon abhängen, ob He Jiankuis Experiment einigermaßen funktioniert hat. Wenn das Gedächtnis der Mädchen auch nur geringfügig verbessert wurde, ist ein Optimierungs-Boom kaum zu verhindern.

Wann könnte also das Zeitalter der genetisch optimierten Menschen beginnen? Bei CRISPR und ähnlichen Methoden gibt es schließlich laufend Fortschritte. Und GWAS liefert dauernd neue potenzielle Zielgene, die man „optimieren“ könnte.

Wolfgang Nellen: Ich glaube, das Zeitalter, in dem Optimierungen versucht werden, hat bereits angefangen. Ob dabei wirklich Erfolge erzielt werden, wird man wohl erst in 30 oder 40 Jahren wissen – vielleicht aber auch schon früher.

Wer sich intensiver mit der Frage beschäftigen will, wie Gentechnik die Zukunft unserer Spezies verändern wird, kann sich zu einem kostenfreien Szenario-Workshop anmelden, der am 5. Februar 2020 im Museum für Naturkunde stattfindet. Zu dem Gedankenexperiment laden das Forschungsprojekt „Zukunft Mensch“ und das Projekt CRISPR-Whisper der Science Bridge ein. Wolfgang Nellen wird auch dabei sein. Außerdem hält er am 21. März 2020 einen Vortrag mit dem Titel „CRISRPCas – Die Genschere erklärt“ im Mikrotarium Berlin, zu dem ihr euch ebenfalls schon jetzt kostenfrei anmelden könnt.

Alle Mitglieder der 1E9-Community können Wolfgang Nellen alias @serigala gerne weitere Fragen zu Gentechnik, CRISPR und GWAS stellen!

Titelbild: Andrew Brookes / Getty Images

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Danke für den differenzierten und realistischen Blick auf das Optimierungsexperiment in China.

Ich glaube auch, dass sich ein genetischer Optimierungshype kaum aufhalten lässt sobald dies möglich und einige Male erwiesen ist ohne grobe Nebenwirkungen…

Wie seht ihr in diesem Kontext den Trend zum Biohacking im Sinne einer Demokratisierung, also einfacheren Verfügbarkeit, von Mitteln, Werkzeugen und Methoden, mit denen sich genetische Veränderungen oder Therapien selbst oder im wenig regulierten und kontrollierten Umfeld umsetzen lassen?

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Ich habe ein sehr ambivalentes Verhältnis zum Biohacking. Demokratisierung der Wissenschaft ist gut. Da sind aber schon ein paar schräge Typen unterwegs, die viel Mist anrichten können. Dafür gibt es Beispiele, die bisher zwar nicht zur Apokalypse geführt haben, die aber zeigen, dass völlige Deregulierung gefährlich werden kann.
Diese Leute sind nicht „böse“, sie gehen aber nicht unbedingt verantwortungsvoll mit wissenschaftlichen Regeln und Sicherheit um.
Meine Hoffnung liegt darin, dass Genom-Editierung beim Menschen dann doch nicht so trivial ist und nicht „mal eben“ in der Garage gemacht werden kann. Dass es (private) Labors geben wird, die „flappsig“ mit Ethik und Sicherheit umgehen, wird man nicht ausschließen können. Wahrscheinlich wird man auch nicht ausschließen können, dass manche Länder solche Experimente machen, die nach ihrer Ethik akzeptabel sind, nach unserer aber nicht.
Wir brauchen eine kontinuierliche, globale Diskussion! Die wird nicht zu einem internationalen Konsens führen, aber vielleicht zu minimalen Vereinbarungen zur Regulierung.

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Danke für das Gespräch, spannend!

Diese Kämpfe werden heute ja noch immer erbittert gefochten, auch weil die Nurture vs Nature-Debatte teilweise politische Frontlinien durchbricht (Stichworte: Feminismus, Rassismus etc). Und im Grunde kann man ja die Positionen beider politischer Lager nachvollziehen: Eine stark durch Gene determinierte Welt lässt wenig Raum für Entwicklung und verfestigt Stereotype, eine Blank Slate-Welt neigt zu gesellschaftlichen Experimenten, die ggfs. menschlichen Neigungen und Fähigkeiten völlig zuwider laufen. Wenn nun die moderne Genomik durch Big Data und KI viel mehr Transparenz bzgl. der Vererbung schafft, wie kriegen wir dann eine ausbalancierte Sichtweise hin, @serigala? Oder sehen Sie diese Gefahr gar nicht?

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Blank slate ist ebenso Unfug wie totale genetische Determination. Der „faule Kompromiss“ (50% Gene, 50% Umwelt) ist durch keine Daten belegt, aber es ist eine gar nicht so dumme Arbeitsbasis, bei der man sich nicht streiten muss.
Ich glaube (!) dass die Fortschritte der Genforschung genau diese Sichtweise stärken werden: Gene können nur im Zusammenhang mit der Umwelt arbeiten. Ein „genetisches Genie“ wird ohne entsprechende Bildung nichts erreichen. Ein „genetischer Dummkopf“ wird mit der besten Förderung nicht zum Genie.
Das System Genetik – Umwelt ist ausbalanciert bzw. balanciert sich selbst aus, völlig egal, welche Sichtweise wir haben.
Ich halte es aber für möglich nicht nur in die Umwelt einzugreifen (Schulen, Medizin, Städte usw.) sondern auch in die Genetik. D.h. zu versuchen, gentechnisch z.B. näher an die „genetischen Genies“ zu kommen, die dann durch entsprechende Umwelt (Bildung) gefördert werden müssen.
Ob diese Versuche erfolgreich sein werden und ob (bzw. welche) Gefahren sie bergen, das weiß ich nicht. Ich bin aber ziemlich sicher, dass man es versuchen wird. Da werden alle Moratorien, Verbote und Warnungen zwecklos sein.
Die Menschen werden versuchen, ihre eigene Evolution in die Hand zu nehmen. Ob das funktioniert, ob das in einer Katastrophe endet oder ob wir eine bessere Welt bekommen – wer weiß?

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Ich halte es auch für wahrscheinlich, dass das versucht werden wird. Die Frage, die ich mir dabei immer stelle ist: Für wen findet die Optimierung eigentlich statt? Solange es empirisch nicht bewiesen ist, dass „Genies“ (wie auch immer wir das definieren wollen) auch zufriedener und glücklicher sind, kann es eigentlich immer nur um eine Optimierung für den Arbeitsmarkt gehen, oder?

Davon abgesehen ist mir noch eine Frage eingefallen, die ich im Interview vergessen hatte: Wenn man nun durch GWAS bestimmte Korrelationen gefunden hat – wie genau lässt sich überhaupt experimentell feststellen, dass auch eine Kausalität vorliegen könnte? Also mit welchen Experimenten?

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Hab auch eine Frage zu GWAS: Der umstrittene Genetiker Razib Khan hat kürzlich seine Vorhersagen für die 2020er gepostet.

Darin schreibt er:

The missing heritability will be solved and GWAS will be passé. We have the technology!

Was könnte er hier genau meinen?

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Gibt es hierzu gute Übersichtsartikel, die diese Wechselwirkung beschreiben? Dass sich die Ausprägung der kognitiven und physiologischen Fähigkeiten sich auf Basis der genetischen Bestimmung über das Umweltinteraktionen über Zeit entfalten ist klar. Wie aber ist der Mechanismus zurück, also von Umwelt auf Gene? Erinner mich an meine Schulzeit als ich noch gelernt hab das genetische re-Kombination per Zufall für Anpassung sorgt. Erstaunlich ist, dass sich genetische Vorprägung über wenige Generationen ergeben kann, wodurch sich beispielsweise anatomische Anpassungen ergeben können. (Denke an das Beispiel größeres Lungenvolumen bei den Perlentauchern…). Stimmt das überhaupt? Kann man die eigene genetische Information post-natal beeinflussen? (Noch während der eigenen Lebenszeit).

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Nö, nicht nur für den Arbeitsmarkt. Gesundheit, Fitness, Kreativität, Sozialleben – und Klugheit/Intelligenz kann auch zur Selbstverwirklichung beitragen. Auch Arbeitsmarkt ist so eine Sache: es wäre doch schön, wenn wir mehr Jobs hätten, die Spaß machen, weil sie die eigenen Fähigkeiten herausfordern. Das ist etwas „von hinten durch die Brust ins Auge“ aber: wenn man die eigenen Fähigkeiten optimieren kann, dann kann man auch attraktivere und angenehmere Arbeitsplätze besetzen.
Experimente:
Die am leichtesten verständliche Möglichkeit sind Tierexperimente. Die Editierung des CCR5 Gens (CRISPR-Babys) bewirkt auch eine schnellere Erholung von Schlaganfall (Regeneration von Nerven). Die Korrelation kannte man von natürlich vorkommenden menschlichen Mutationen. Man hat in Mäusen das CCR5 Gen editiert und künstlich einen Schlaganfall ausgelöst. Die Mäuse haben sich schneller erholt als die Kontrollgruppe. Das kann man mit erstaunlich vielen Eigenschaften z.B. auch Lernvermögen, Gedächtnis usw. machen.

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Sorry, das verstehe ich auch nicht!
„Missing heritability“? Wie schon vorher gesagt: es gibt Gene und es gibt Umwelt. Ein Teil der „missing heritability“ liegt gewiss in der Umwelt (wenn er das gemeint hat). Ich verstehe nicht warum er meint dass GWAS passé sein sollte.

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Sorry, ein Übersichtsartikel fällt mir gerade nicht ein.
Mechanismus von Umwelt auf Gene:
Da werden epigenetische Mechanismen diskutiert und es gibt Beispiele (DNA-Methylierung, Histonmodifikationen). Ich persönlich finde das aber sehr vage und die Mechanismen, wie die Umwelt auf das Genom einwirken kann sind meines Wissens völlig unklar.
Bedenke, dass genetische Rekombination (und Mutation) nicht für Anpassung sorgt! Sie schafft Variabilität und die Angepassten werden selektiert!
Die molekularen Mechanismen der „super-schnellen“ Anpassungen (z.B. auch Schnabelwechsel bei Galapagos-Finken) kennt man meines Wissens noch nicht.
Genetische Information post-natal beeinflussen:
In manchen Fällen ja, z.B. Editierung von Knochenmarkszellen, bei Sehzellen gibt es klinische Studien. Aber das ist somatisch! Die Keimzellen sind davon nicht betroffen.

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Was leisten Phagentherapien, oder wie funktionieren Gentherapien? Dabei wird auch in das Genom eingegriffen, oder?

Phagentherapien verwendet man bei bakteriellen Infektionen. Die machen „einfach nur“ Bakterien tot. Bei Gentherapie wird etwas gezielt im Genom (DNA) des Zielorganismus (Pflanze, Tier, Mensch) verändert.

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Interessant:

„CEO says privacy could be a factor.“

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