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die Selbstreinigungskapazität des Gewässers zu erhöhen. Auch langlebiges Plastik kann durch manche Organismen abgebaut werden. ● Boden Chemische Schadstoffe wie Kadmium oder Quecksilber reichern sich im Boden an. Einige Pflanzenarten haben von Natur aus eine erhöhte Schwermetalltoleranz. Gentechniker machen sich diese Eigenschaft zunutze und erzeugen Transgene Pflanzen, welche die Schadstoffe aus dem Boden aufnehmen sollen. 3) Ausblick zur Grauen Gentechnik: Umweltbiotechniker arbeiten überwiegend mit natürlich vorkommenden Organismen. Ein wesentlicher Teil zukünftiger Forschung wird darin bestehen, gezielt nach spezialisierten Mikroben zu suchen. Die Chancen auf Erfolg stehen gut. Hunderte neuer Arten mit unbekannten Fähigkeiten warten auf ihre Entdeckung. Im Folgenden müssen technische Verfahren entwickelt werden, die Nützling und Schadstoff in einem passenden Reaktionsraum zusammenbringen. So gibt es zwar Bakterien und Pilze, die das in den Meeren schwimmende PET-Plastik abbauen können, sie vertragen jedoch weder Salzwasser noch Kälte. Auch ist die Effizienz der Bakterien zu gering, um große Müllmengen zu bewältigen. Dies sind die Herausforderungen, vor denen Techniker und Biologen stehen. 2017 entdeckten Forscher eine Raupe, die den Kunststoff Polyethylen (PE) zersetzen kann. Angestrebt wird, das für den Plastikverdau verantwortliche Enzymsystem zu identifizieren und industriell nutzbar zu machen. 1) Definition: Unter "roter" Gentechnologie wird die Entschlüsselung und/oder Veränderung von Erbmaterial in der Medizin und der biomedizinischen Forschung verstanden. Dazu gehören vor allem ● Rote Gentechnik - ein Steckbrief Sie ist ein Teilbereich der roten Biotechnologie, zu der unter anderem die Stammzellforschung oder auch das Klonen gezählt werden. Verknüpfungen gibt es auch mit der Fortpflanzungsmedizin - etwa bei der Anwendung von vorgeburtlichen Gen-Tests. 2) Bereiche der Roten Gentechnik ● gentechnisch hergestellte Medikamente oder Impfstoffe, Gentests, um Krankheiten zu entdecken, Versuche, Menschen mit Hilfe von Gentheraphie oder Genscheren zu heilen. ● DNA- Diagnostik Nachweis von Genen Um Krankheiten herausfinden zu können 3) Anwendungsbeispiele: Gentechnisch hergestellte Medikamente und Impfstoffe Mit der gentechnischen Veränderung zumeist von Bakterien oder Pilzen ist es gelungen, Wirkstoffe zu produzieren, die vorher nicht oder nicht in ausreichender Menge isoliert werden konnten. Die so hergestellten Wirkstoffgruppen mit den größten Marktanteilen (Umsatz) sind derzeit Gentherapie Erbgut aktiv verändern Bekannte und bestehende Erbkrankheit soll behandelt werden Immunsuppressiva, die bei Transplantationen oder rheumatischen Erkrankungen eingesetzt werden und Teile des Immunsystems unterdrücken, Antidiabetika, d.h. Insuline (die vor 1982 aus Bauchspeicheldrüsen von Schweinen gewonnen wurden) zur Behandlung von Diabetes, Immunstimulanzien wie z.B. Interferone, die vor allem bei Krebserkrankungen und Multipler Sklerose eingesetzt werden. In Deutschland sind derzeit 173 gentechnisch hergestellte Wirkstoffe in etwa 221 Medikamenten zugelassen. Der erste gentechnisch hergestellte Impfstoff auf dem Markt war 1986 einer gegen das Hepatitis-B-Virus. 4) Akzeptanz der Roten Gentechnik: Die rote Gentechnologie ist - anders als die grüne - wesentlich breiter in der Öffentlichkeit akzeptiert. Viele Menschen hoffen auf neue Therapien oder auf bessere Diagnosemöglichkeiten. Das Vertrauen in die Sicherheit ist, aufgrund eines europaweit einheitlich geregelten Zulassungsverfahrens für gentechnisch veränderte Medikamente und Impfstoffe, vergleichsweise hoch. Die Produktion findet zudem in sogenannten "geschlossenen Systemen" - also in Betriebsanlagen der Pharmaunternehmen – statt, die den Sicherheitsanforderungen des deutschen Gentechnik-Gesetzes entsprechen müssen. 5) Problembereiche bzw. Herausforderungen der Roten Gentechnik: - kann hohe Kosten verursachen - ethische Fragen sind offen (Selektion von Embryonen...) - Folgen von z. B. einer Gentherapie sind vorab schwer einzuschätzen 6) Ausblick: In den nächsten Jahren ist mit einem Anstieg von Therapien und Medikamenten auf Basis gentechnologischer Verfahren zu rechnen. Die größten Fortschritte werden diesbezüglich in der Krebsforschung erwartet. Neueste Projekte sehen beispielsweise die Kombination von Immuntherapie und Genscheren vor, um präzise Modifikationen am Abwehrsystem eines Patienten vorzunehmen. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Personalisierte Medizin auf Basis moderner diagnostischer Verfahren. Gentests sollen im Vorfeld einer Behandlung zeigen, ob und wie ein Patient auf einen Wirkstoff ansprechen wird. Möglichkeiten für derart maßgeschneiderte Behandlungskonzepte gibt es bereits in der Onkologie. Auch an der Entwicklung neuer Antibiotika oder an Impfungen gegen Krankheiten wie Hepatitis und Ebola wird gearbeitet. Auch kontrovers diskutierte Themen wie die Präimplantationsdiagnostik und die Reproduktionsmedizin gehören zur Roten Gentechnik. Mit den neuartigen Genscheren halten die Forscher machtvolle Werkzeuge in den Händen und der Reiz, das technisch Mögliche umzusetzen, ist groß. Die Korrektur eines genetischen Defekts kann eine schwere Erkrankung heilen. Das ist gut. Aber wieso nur Defekte beheben? Wieso nicht das Erbgut generell korrigieren und optimieren? Die Methoden sind die gleichen, die Zielsetzung eines Projektes macht den Unterschied. Daher ist die Rote Gentechnik stets begleitet von vielschichtigen Diskussionen über Nutzen, Risiken und Ethik. 1) Definition: Als Grüne Gentechnik wird die Nutzung gentechnischer Verfahren für die Landwirtschaft bezeichnet. Sie wird fast ausschließlich in der Pflanzenzüchtung eingesetzt. Grüne Gentechnik - ein Steckbrief 2) Züchtungsziele: Pflanzen die resistent gegen Insekten sind han muss weniger Insektizide spritzen) Pflanzen die tolerant gegenüber bestimmten Herbiziden sind (z. B. Glyphosat) - Erhöhung der Ernteerträge - bessere Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten, Hitze, Trockenheit, Kälte oder - Überschwemmungen - verbesserte Produktqualität z. B. bei Vitaminen oder Fettsäuren - Pflanzen die sich besser zur Erzeugung von industriellen Rohstoffen eignen oder für die Herstellung von Medikamenten verwendet werden können 3) Beispiele für transgene Pflanzen: Bt - Mais: produziert selbst ein Insektizid gegen den Maiszünsler Amflora - Kartoffel: verstärkte Klebe- und Bindeeigenschaft als Rohstoff für die Papierindustrie 4) Verbreitung der grünen Gentechnik Auf ca. 13% der weltweiten ackerbaulich genutzten Flächen werden transgene Nutzpflanzen angebaut. Hauptanbaugebiete von transgenen Nutzpflanzen: transgene Nutzpflanzen von großer Bedeutung: transgene Nutzpflanzen von untergeordneter Bedeutung: Anbau von transgenen Nutzpflanzen in der EU: Anbau von transgenen Nutzpflanzen in Deutschland: USA, Brasilien, Argentinien, Kanada, Indien, Paraguay, (Pakistan, Südafrika, China) Soja, Mais, Baumwolle, Raps Luzerne, Zuckerrübe, Papaya, Kürbis, Kartoffeln, Auberginen und Äpfeln Bt-Mais in Spanien und Portugal Seit 2011 findet in Deutschland kein kommerzieller Anbau von gentechnisch veränderten Pflanzen mehr statt. Das wird angebaut Mais Baumwolle Raps 30% 5% 13% 1% andere z. B. Papaya, Zucchetti, Pappel, Zuckerrübe, Luzerne, Kartoffel 51% Soja In der EU gibt es derzeit (Stand Juli 2019) rund 60 Importzulassungen für gentechnisch veränderte Lebens- und Futtermittel. Diese Quelle: https://www.higgs.ch/wp-content/uploads/2018/07/w issen_gentech_das_wird_angebaut-1024x697.jpg EU-Importzulassungen beschränken sich auf die in großem Umfang gehandelten gentechnisch veränderten Agrarprodukte. So ist z. B. der überwiegende Teil der jährlichen EU-Sojaimporte von insgesamt rund 35 Millionen Tonnen gentechnisch verändert. In Deutschland werden diese Agrarrohstoffe ganz überwiegend für Futtermittel verwendet. Aus welchen Gründen ist der Anteil an gentechnisch verändertem Soja, Mais und Baumwolle so hoch im Gegensatz zu Nutzpflanzen wie Weizen oder Reis? Dafür bekam man am Anfang schneller eine Zulassung, da die Produkte nicht unmittelbar vom Menschen verzehrt werden wie Weizen oder Reis. Es handelt sich hier um Futterpflanzen für Tiere bzw. ein Rohstoff zur Kleiderherstellung. Außerdem müssen die Folgeprodukte wie Fleisch, Milch und Eier in der EU nicht als gentechnisch verändert deklariert werden. Bei Weizen und Reis wäre das durchaus der Fall und viele Verbraucher würden diese Produkte dann nicht kaufen. 5) Wie sieht es mit Importen von gentechnisch veränderten Nutzpflanzen in die EU aus? Sojabohnen: Erzeugerländer und Produktionsmengen USA Kanada Brasilien Bolivien pigurdesign/www.transgen.de-Zahlen 2017/18 Quellen: OVID, USDA Paraguay Mehr Informationen: Kreisflächen klicken Russland EU-28 Ukraine gesamt Serbien Uruguay Argentinien Produktion 10 Mio t/Jahr nicht für Export nach EU verfügbar bzw. ungeeignet Indien China andere nicht GVO GVO-Anteil Quelle: https://www.transgen.de/data/media/2280/1220x.jpg 6) Gibt es in Deutschland überhaupt gentechnisch veränderte Lebensmittel auf dem Markt? In Deutschland angebotene LM können indirekt mit der Gentechnik in Berührung gekommen sein. Z.B. indem die Kuh mit gv-Soja gefüttert und dann ihre Milch verkauft wird. Bei der industriellen LM-Produktion werden z.B. zur Herstellung von Enzymen oder Zusatzstoffen häufig gentechnisch veränderte Mikroorganismen zur Hilfe genommen (Käse, Backwaren). 7) Haben gentechnisch veränderte Futtermittel einen Einfluss auf Milch, Fleisch und Eier? Gentechnisch veränderte Futtermittel wirken sich nach dem heutigen Stand der Forschung nicht auf Milch, Fleisch und Eier der Tiere aus. Die gentechnisch veränderten Nahrungsbestandteile werden bereits im Verdauungstrakt in kleine Bruchstücke zerlegt.