Natürliche Selektion begünstigt Merkmale nur, wenn sie das Überleben oder die Fortpflanzung von Organismen fördern. Doch mit Gene Drives können wir diesen Prozess umgehen und die Evolution beschleunigen.
Gene Drives sind spezielle DNA-Abschnitte, die die Regeln der Vererbung außer Kraft setzen. Bei vielen Organismen erben Nachkommen Gene mit 50:50-Chance von jedem Elternteil. Ein Gene Drive kopiert jedoch seine Sequenz auf das homologe Chromosom, sodass er zu 100 % an alle Nachkommen weitergegeben wird. Über Generationen breitet er sich rasch in der Population aus.
Früher waren natürliche Drives auf bestimmte DNA-Stellen beschränkt. Dank CRISPR-Cas9, einem präzisen Gen-Editing-Tool, konstruieren Wissenschaftler nun maßgeschneiderte Drives. Vor einem Jahrzehnt war das undenkbar. „Niemand hätte sich ausgemalt, dass wir ganze Arten so einfach editieren könnten“, erklärt Evolutionsingenieur Dr. Kevin Esvelt vom MIT. Er entwickelte den ersten CRISPR-Gene-Drive in Hefe und bewies, dass frühere Modifikationen überschrieben und rückgängig gemacht werden können.
Gene Drives könnten Krankheiten wie Malaria ausmerzen – 2016 starben 445.000 Menschen daran. Der Parasit wird von infizierten weiblichen Mücken übertragen. Im Target-Malaria-Projekt testen Genetiker Prof. Austin Burt und Immunologin Prof. Andrea Crisanti vom Imperial College London Drives, die die Fortpflanzung blockieren. 2018 ließen sie in Laborexperimenten Populationen nach acht Generationen kollabieren. In der Natur könnte ein solcher „Unterdrückungs-Drive“ Mückenbestände unter das Malariaminimum senken.
Drives schützen auch Ökosysteme: In der Landwirtschaft könnte ein „Modifikations-Drive“ Schädlinge unempfindlich gegen Feldfrüchte machen und Pestizide überflüssig. Beim Artenschutz könnten sie invasive Arten wie Ratten bekämpfen, die bedrohte Arten auf Inseln gefährden.
Risiken bestehen: Modelle von Esvelts Team zeigen, dass unbegrenzte Drives durch Migration entkommen könnten. Besser eignen sich selbstlimitierende Varianten mit lokalen, reversiblen Effekten.
Trotz Herausforderungen plädiert Esvelt für Enthusiasmus: „Es ist eine Chance, natürliche Mechanismen für ökologische Lösungen zu nutzen.“