Biotechnologie nutzt lebende Zellen, Organismen oder deren Bestandteile, um Produkte herzustellen oder Verfahren zu verbessern, von Medikamenten über Nutzpflanzen bis zu Verfahren, die Abwasser reinigen. Das Werkzeug, das dieses Feld in den vergangenen zehn Jahren am stärksten verändert hat, heißt CRISPR/Cas9: eine Methode, mit der sich einzelne Abschnitte der DNA gezielt herausschneiden oder verändern lassen. Ihre Entdeckerinnen Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier erhielten dafür 2020 den Nobelpreis für Chemie.
Wie CRISPR die Gentechnik günstiger und schneller gemacht hat
Vor CRISPR/Cas9 war das gezielte Verändern von Genen aufwendig, langsam und teuer. Die Methode funktioniert wie eine molekulare Schere mit eingebautem Adressbuch. Ein kurzes RNA-Molekül führt das Cas9-Enzym exakt an die Stelle der DNA, die verändert werden soll. Dort schneidet das Enzym den Strang durch. Weil sich diese Leit-RNA für praktisch jede beliebige DNA-Sequenz herstellen lässt, sank der Aufwand für ein Genexperiment von Monaten auf Tage und die Kosten auf einen Bruchteil der vorherigen Methoden.
Anwendungen in der Medizin
In der Medizin ermöglicht Biotechnologie neben klassischen gentechnisch hergestellten Medikamenten wie Insulin auch neuere Verfahren wie die mRNA-Technologie. Die Covid-19-Impfstoffe von BioNTech/Pfizer und Moderna nutzten erstmals in großem Maßstab mRNA, um dem Körper die Bauanleitung für ein Virusprotein zu liefern, gegen das er dann selbst Antikörper bildet, statt wie bei klassischen Impfstoffen ein abgeschwächtes oder inaktiviertes Virus zu spritzen. Das Mainzer Unternehmen BioNTech hatte diese Technologie bereits vor der Pandemie für die Krebstherapie entwickelt und passte sie 2020 in wenigen Monaten auf das neue Coronavirus an. CRISPR-basierte Gentherapien sind seit Kurzem auch in Europa zugelassen: Casgevy, entwickelt von Vertex Pharmaceuticals und CRISPR Therapeutics, erhielt im November 2023 als erstes CRISPR-Präparat weltweit eine Zulassung in Großbritannien. Die EU-Kommission erteilte die Zulassung für den europäischen Markt im Februar 2024. Das Präparat behandelt die erblichen Bluterkrankungen Sichelzellanämie und Beta-Thalassämie, indem es die DNA körpereigener Blutstammzellen außerhalb des Körpers verändert.
Anwendungen in der Landwirtschaft
In der Landwirtschaft verändert Biotechnologie Nutzpflanzen so, dass sie widerstandsfähiger gegen Schädlinge, Trockenheit oder Krankheiten werden, ohne dabei zwingend fremde Gene aus anderen Arten einzubauen. Die EU hat dafür 2026 einen eigenen rechtlichen Rahmen geschaffen. Die im Juni 2026 in Kraft getretene Verordnung über neue genomische Techniken (NGT-Verordnung 2026/1388) unterscheidet zwischen zwei Kategorien. Pflanzen der Kategorie NGT-1 tragen nur Veränderungen, die auch durch klassische Züchtung hätten entstehen können, und durchlaufen deshalb kein Zulassungsverfahren mehr, sondern lediglich eine Kennzeichnungspflicht. Pflanzen der Kategorie NGT-2 mit weitergehenden Veränderungen bleiben dagegen so streng reguliert wie bisherige gentechnisch veränderte Organismen, mit vollständiger Risikoprüfung. Der neue Rahmen soll nach einer zweijährigen Übergangsfrist ab Mitte 2028 EU-weit gelten.
Anwendungen in der Umwelttechnik
Mikroorganismen, die Schadstoffe im Boden oder Grundwasser biologisch abbauen, kommen bereits bei der Sanierung ehemaliger Industrieflächen zum Einsatz, ein Verfahren, das als Bioremediation bezeichnet wird. In Biogasanlagen bauen Bakterienkulturen organische Abfälle wie Gülle oder Ernterückstände ab und erzeugen dabei Methan, das anschließend als Erdgasersatz zur Strom- oder Wärmeerzeugung genutzt wird.
Warum die EU Gentechnik streng reguliert
Die Regulierung ist kein Selbstzweck. Ein verändertes Gen, das sich unkontrolliert in wildlebenden Verwandten einer Nutzpflanze verbreitet, lässt sich im Freiland nicht mehr zurückholen. Die bisherigen EU-Gentechnikregeln, vor allem die Richtlinie 2001/18/EG über die absichtliche Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen, verlangen deshalb vor jeder Zulassung eine Umweltrisikoprüfung. Die neue NGT-Verordnung lockert dieses Verfahren nur für die Kategorie, deren Ergebnis nachweislich auch ohne Gentechnik hätte entstehen können. Für weitergehende Eingriffe bleibt die Prüfpflicht bestehen.
Für Unternehmen, die biotechnologische Verfahren entwickeln oder einsetzen wollen, entscheidet damit vor allem die Einstufung der EU-Regulierung darüber, wie viel Zeit und Prüfaufwand zwischen einer Entwicklung im Labor und ihrer Anwendung auf dem Markt liegt.
Häufig gestellte Fragen
Wofür wird die Gentherapie Casgevy eingesetzt und wer hat sie entwickelt?
Casgevy wurde von Vertex Pharmaceuticals und CRISPR Therapeutics entwickelt und behandelt die erblichen Bluterkrankungen Sichelzellanämie und Beta-Thalassämie. Dafür verändert das Verfahren die DNA körpereigener Blutstammzellen außerhalb des Körpers. Casgevy erhielt im November 2023 als erstes CRISPR-Präparat weltweit eine Zulassung, zunächst in Großbritannien, die EU-Kommission folgte im Februar 2024.
Was unterscheidet Pflanzen der Kategorie NGT-1 von Pflanzen der Kategorie NGT-2?
NGT-1-Pflanzen tragen nur Veränderungen, die auch durch klassische Züchtung hätten entstehen können, und durchlaufen deshalb kein Zulassungsverfahren mehr, sondern nur eine Kennzeichnungspflicht. NGT-2-Pflanzen mit weitergehenden Veränderungen bleiben dagegen so streng reguliert wie bisherige gentechnisch veränderte Organismen, mit vollständiger Risikoprüfung.
Musste BioNTech die mRNA-Technologie erst für Covid-19 entwickeln?
Nein. BioNTech hatte die mRNA-Technologie bereits vor der Pandemie für die Krebstherapie entwickelt und passte sie 2020 in wenigen Monaten auf das neue Coronavirus an. Die Methode liefert dem Körper die Bauanleitung für ein Virusprotein, gegen das er dann selbst Antikörper bildet.
Was versteht man unter Bioremediation?
Bioremediation bezeichnet den Einsatz von Mikroorganismen, die Schadstoffe im Boden oder Grundwasser biologisch abbauen. Das Verfahren kommt bereits bei der Sanierung ehemaliger Industrieflächen zum Einsatz und ergänzt technische Sanierungsmethoden.