CRISPR-Lebensmittel: Der Weg in eine bessere Zukunft?

CRISPR, the acronym for Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats, is a collection of prokaryotic DNA sequences that solely serve as a cellular defence system. CRISPR/Cas-Systeme werden von Bakterien eingesetzt, um Unregelmäßigkeiten in DNA-Basenpaaren zu erkennen und zu beseitigen, um die DNA vor Bakteriophagen zu schützen. Ihre Anwendung auf eine Vielzahl von Gensequenzen hat zur Entwicklung erfolgreicher Behandlungsstrategien geführt, insbesondere bei angeborenen und vererbbaren Krankheiten. CRISPR Insbesondere Lebensmittel werden immer beliebter, da Wissenschaftler und Landwirte die verschiedenen Vorteile nutzen, die sie bieten.

Im Jahr 2017 wurde ein bahnbrechender Bericht vom Broad Institute am MIT und der Harvard University veröffentlicht mit der Angabe die Entdeckung eines neuen CRISPR/Cas System, das sowohl DNA als auch RNA schneidet. Etwa zur gleichen Zeit veröffentlichte die MIT Technology Review Berichte über ein CRISPR/Cas System, das spaltet die kleinste DNA Fragmente mit Leichtigkeit und Präzision.

 

Die Bandbreite der spektakulären Ergebnisse mit CRISPR/Cas-Systemen, die aus den Forschungslabors der Universitäten kommen, ist immens. Der Aufstieg von CRISPR hebt sich von dem anderer gentechnischer Werkzeuge durch seine Genauigkeit, Wendigkeit und Vielseitigkeit auch bei anderen Genomen ab. Erst vor ein paar Wochen, Wissenschaftler an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften veränderten Gensequenzen bei Schweinen, um das zu erzeugen, was als "CRISPR Bacon" bezeichnet wird. Wissenschaftler des Broad Institute bezeichnen es sogar als "molekulare Schere", die für die Entwicklung schädlingsresistenter Nutzpflanzen nützlich ist.

Die Möglichkeiten der Anwendung von CRISPR auf Nutzpflanzen, Geflügel und andere Lebensmittel sind nicht unbekannt; seit 2015 werden CRISPR/Cas Systeme werden für den Anbau von Mais, Weizen und Tomaten sowie für die Aufzucht von Vieh mit besseren Milcherträgen eingesetzt. Kein Wunder, dass CRISPR als das nächste große Ding für Lebensmittelhersteller angepriesen wird.

Obwohl die Frage der gentechnischen Veränderung von Lebensmitteln einen harten Kampf zwischen den Unternehmen und den Aufsichtsbehörden ausgelöst hat, scheint es bei CRISPR keine großen Auseinandersetzungen zu geben. Dies führt uns zu der Frage, ob CRISPR die Technologie der Wahl sein wird, um bessere Lebensmittel und Ernährung für die Welt zu gewährleisten? Und werden CRISPR-basierte Lebensmittel für die meisten Verbraucher erschwinglich genug sein? Hier sind einige Einblicke, die uns zu einigen Antworten führen könnten.

1. Die Verwendung von CRISPR für die Lebensmittelproduktion erfordert keine FDA-Zulassung

Ja, Sie haben richtig gehört. In einem Schreiben des US-Landwirtschaftsministeriums heißt es, dass Pilze, die mit CRISPR-basierten Modifikationen hergestellt wurden, ihre Bräunungstendenz ohne Zugabe von externen Proteinen oder Antikörpern verringern. Das bedeutet, dass es bei CRISPR nicht um die direkte Veränderung von Genen geht, sondern nur um die Entfernung von Teilen, die schädlich sein könnten. Es geht nicht um die Veränderung von Gensequenzen an sich, weshalb es nicht so streng überwacht werden muss, wie dies in der Vergangenheit bei den als Lebensmittel verwendeten GVO der Fall war. Zu den CRISPR-basierten Lebensmitteln, die fast marktreif sind, gehören Kohlsorten mit stärkerem, lang anhaltendem Geschmack, zartes rotes Fleisch, dürretoleranter Mais und nicht braun werdende Pilze. Außerdem, normale Heftklammern wie Reis, Soja, Kartoffeln, Orangen und Weizen werden von CRISPR-Spezialisten auf mögliche Genomveränderungen geprüft. Landwirtschaftsexperten berichteten, dass CRISPR auf größere Pflanzen und eine breitere Palette von Nutzpflanzen angewendet werden kann als bisher!

2. Letztendlich kann die Milchwirtschaft von CRISPR profitieren

Da die Forschung an CRISPR/Cas-Systemen rasch voranschreitet, werden neue Cas Enzyme untersucht werden. Zunächst erhielt Cas9 glorreiche Aufmerksamkeit, bald darauf isolierten Wissenschaftler Kas13 die RNA spaltet, was für die Reparatur von Genomen mit seltenen genetischen Krankheiten nützlich ist. Verschiedene probiotische Lebensmittel mit Cas Enzyme in Bakterien werden eingesetzt, um den Proteingehalt, die Haltbarkeit und den Geschmack von Käse und cremigen Joghurts zu verbessern. Ihr Nutzen für die Konservierung aktiver Bakterienkulturen, die bei der Herstellung von Milchprodukten verwendet werden, wird ebenfalls getestet. Die Tatsache, dass CRISPR-Werkzeuge schneller und billiger sind, hat das Interesse verschiedener Lebensmittel- und Molkereiunternehmen geweckt, sie einzusetzen. Es wird also nicht mehr lange dauern, bis dank CRISPR angereicherter Käse, Milch und Butter auf den Markt kommen, die nicht mehr verderben.

3. Der Hauptvorteil der Verwendung von CRISPR ist die Steigerung des Erfolgs anderer GVO-Lebensmittel

The technology, although deemed controversial among bioethics experts, is a fascinating method for enhancing the marketability of other genetically modified foodstuffs. Earlier, edibles were checked for irregularities at RNA-protein levels and ersetzt with superior quality protein strands to increase product quality. Now, the site of repair is acted upon faster, it’s cleaved by CRISPR at the exact location and repaired much faster. So foods need not undergo enhancements with protein injections, instead, desirable alterations can be done before the early stages of growth itself. Plant breeding activities are undergoing massive changes with expert selection strategies, eliminating the need for R & D for systematic gene isolations, seed selections and breeding cycles. Now, genes that inhibit antibiotic resistance can be directly removed, weak genes prone to low protein expression can be repaired and pest-resistance can be conferred to plants with much simpler mechanisms.

4. CRISPR/Cas-Systeme wurden speziell zur Verbesserung der Fleischqualität entdeckt

Die Anwendbarkeit von CRISPR ist aufgrund seiner Fähigkeit, das Genom eines jeden Organismus aufzuschneiden, enorm. Die als "molekulares Skalpell" oder "molekulare Schere" bezeichneten Cas-Enzyme werden von Wissenschaftlern für alle möglichen Arten der genetischen Verbesserung eingesetzt. Heute gibt es Cas Enzyme für das Engineering von Nabelschnurblutzellen, Immunzellen, Arzneimittelforschung, Viehzucht, Fischzucht usw. Vor nicht allzu langer Zeit hat die FDA gentechnisch veränderten Lachs als unbedenklich für den Verzehr zugelassen. Die gute Nachricht ist, dass es sich bei CRISPR-veränderten Lebensmitteln nicht um transgene Organismen handelt, also nicht um GVO, sondern um genveränderte Lebensmittel wie den CRISPR-Bacon!

5. CRISPR hat den Markteintritt von Biotech-Start-ups vorangetrieben

News is that major pharma companies are investing heavily in this novel gene-editing technology. There have been big industry-academia collaborations happening between companies like DuPont Pioneer, Novartis, Monsanto, AstraZeneca and Wellcome Trust Sanger Institute, Innovative Genomik Initiative, the Broad and Whitehead Institutes in Massachusetts, and Thermo Fisher Scientific. These deals have initiated a surge in CRISPR’s already existing scope.

Einige CRISPR-Pioniere haben eigene Unternehmen gegründet, wie Editas Medicine von Feng Zhang und Caribou Biosciences von Emmanuelle Charpentier. Im Jahr 2017 gab es weitere Start-ups, die sich besonders auf die Erforschung von Cas-Enzymen für genetische Behandlungen konzentrierten, wie Crispr Therapeutics und Intellia Therapeutics.

CRISPR hat bereits einen langen Weg hinter sich, um sich gegen staatliche Vorschriften und die Meinung von Umweltschützern durchzusetzen. Während CRISPR-Lebensmittel von Genomforschern als trivial und frivol abgetan werden können, wird derzeit eine enorme Menge an Forschung betrieben, um CRISPR-Lebensmittel in Tage im Vergleich zu den Monaten, die die Landwirte brauchen, um eine voll verwertbare GVO-Pflanze zu ernten. Das Beste daran ist, dass gentechnisch veränderte Lebensmittel im Vergleich zu GVO-Lebensmitteln sogar billiger in der Herstellung sind!

Sagen wir einfach, dass sich die Rolle von CRISPR in der Lebensmittel- und Landwirtschaft gerade erst entfaltet hat. Eine ganz neue Arena der Lebensmittelwissenschaft Die Entwicklung ist in vollem Gange, und damit steht eine Welt ohne Unterernährung vor der Tür!