Ein Schuss im Dunkeln

Die Anfänge der Gentechnik waren ziemlich krude, insbesondere für Pflanzengenetiker. Aber die Technologie zum Einfügen von Genen, die Pflanzen wie Schädlingsresistenz verleihen, hat die moderne Landwirtschaft revolutioniert. Heute ist für praktisch alle gentechnisch veränderten Soja- und Maispflanzen, die in den USA angebaut werden, ein Gerät verantwortlich, das aus einer Schädlingsbekämpfung anderer Art stammt. Es wurde die Genkanone genannt.

Alles begann 1983, als sich der Pflanzenzüchter der Cornell University, John Sanford, auf der Suche nach einer Abkürzung über den langwierigen und zufälligen Fremdbestäubungsprozess, der üblicherweise zur Erzeugung neuer Pflanzen verwendet wird, der Biotechnologie zuwandte. Aber es war eine Herausforderung, die dicken Zellwände einer Pflanze zu durchdringen, um neue Gene für bestimmte, gewünschte Eigenschaften zu liefern. Während Sanford mit einer BB-Pistole gegen einen Eichhörnchenbefall im Hinterhof Krieg führte, dachte er daran, eine ähnliche Waffe zu verwenden, um Gene durch die Zellwände zu sprengen. Er wandte sich an Edward Wolf und Nelson Allen, Ingenieure in Cornells Nanofabrication Facility, um Hilfe bei der Entwicklung von Projektilen zur Bereitstellung der DNA zu erhalten. Das Duo entschied, dass mikroskopisch kleine Wolframpartikel mit gewünschten Genen beschichtet und mit einer Pistole direkt in die Zellen geschossen werden könnten. Vorläufige Tests umfassten eine gewöhnliche Luftpistole.

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Theodore Klein, ein Postdoc in Sanfords Labor, testete das Schema an seinem ersten Thema: einer Zwiebel. Aber weil die Forscher die Luftstöße der Waffe nicht kontrollieren konnten – die Partikel drangen entweder nicht in die Zellen ein oder zerstörten sie – ließen frühe Versuche die Laborwände häufig mit Zwiebelstückchen bespritzen. Sanfords Team entwickelte dann ein Gerät zur Verwendung von Schießpulverladungen des Kalibers .22, das höhere Geschwindigkeiten und weniger Stöße ermöglichte. Bei diesem System stürmte ein speziell entwickeltes Kunststoffgeschoss den Waffenlauf hinunter und beschichtete sich selbst mit den Pellets. Am Ende des Laufs prallte das Geschoss gegen ein Blech und schleuderte die Partikel mit hoher Geschwindigkeit durch ein kleines Loch im Blech und in die Zellen. Innerhalb von mehreren Monaten funktionierten die Zwiebelexperimente. Bis Mitte der 1980er Jahre hatte das Team auch fremde Gene in Tabak, Weizen und Sojabohnen eingeschleust.

1990 verkaufte Cornell die Rechte an der Technologie an DuPont. Seitdem haben Genkanonen mehrere Verfeinerungen durchlaufen, die sie viel präziser gemacht haben. Inzwischen haben Forscher von Monsanto, der Washington University in St. Louis und der Universität Gent in Belgien eine konkurrierende Methode entwickelt, bei der ein Bakterium DNA in Pflanzenzellen injiziert. Pflanzengenetiker wenden heute beide Methoden etwa gleich häufig an, um Nutzpflanzen gentechnisch zu verändern.

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