65 Jahre DNA-Struktur

Washington -

Gleich drei Ereignisse jähren sich im April, die um Grundlagen der Genforschung kreisen: Ein runder Geburtstag, eine Maus mit Brustkrebs und die Entdeckung eines ganz besonderen Doppelfadens.

Kriminelle fassen oder dem eigenen Stammbaum nachspüren: Heute ist Genom-basierte Forschung längst Alltag. Doch erst seit 65 Jahren wissen wir: Das, was Menschen, Tiere und Pflanzen biologisch ausmacht, gleicht einer winzigen, elegant in sich gedrehten Strickleiter aus dem Erbmaterial DNA.

1953 entschlüsseln die Molekularbiologen James Watson und Francis Crick die raffinierte Doppelhelix-Struktur - und das, ohne viel Fachwissen in Chemie. Vorangegangen sind dem zwei Jahre Knobelarbeit, für die sie Laborwerte und Röntgenbilder von Kollegen nutzen.

Damals schreibt Cricks seinem Grippe-kranken Sohn Michael einen Brief, in dem er von der „aufregenden Entdeckung“ berichtet und kritzelig die DNA-Struktur aufmalt: Fäden aus Phosphor und Zucker, zwischen denen sich die Basen Adenin (A) und Thymin (T) sowie Guanin (G) und Cytosin (C) jeweils paarweise zusammenfügen wie Treppenstufen. „Lies das genau, damit Du es verstehst“, fordert er den Zwölfjährigen auf.

Einen Monat später, am 25. April 1953, veröffentlichen die Forscher ihren Fund auf nur zwei knappen Seiten im Fachmagazin „Nature“ – und erhalten 1962 dafür, zusammen mit dem Physiker Maurice Wilkins, der maßgebliche Röntgenaufnahmen beisteuerte, den Nobelpreis.

Watson, der an diesem Freitag 90 Jahre alt wird, hat diese besondere Auszeichnung 2014 versteigert. Aus Geldmangel. Schon Jahre zuvor hat er sich, nach lauter Kritik an seinen abschätzigen Bemerkungen über Schwarze, aus seinem Labor und der Öffentlichkeit zurückgezogen. Dann erlöst er aus der Auktion 4,1 Millionen US-Dollar und bekommt die Medaille vom Ersteigerer, einem extrem reichen Russen, umgehend zurückgeschenkt. Dieser möchte damit die Anstöße würdigen, die die Entdeckung der Doppelhelix der Krebsforschung gegeben hat.

In der Tat sind Genforschung und mittlerweile sogar Gentherapie erst dadurch möglich geworden, dass der Aufbau des Erbgutträgers DNA (englisch und abgekürzt für Desoxyribonukleinsäure) verstanden ist. Bestimmte Abschnitte dieser langen Reihe von Basenpaaren, die Gene, enthalten die Informationen für konkrete Merkmale. Und Mutationen in diesen Genen - etwa Basen, die nach Vervielfältigung der Helix nicht mehr zusammenpassen - können beispielsweise Krebs befördern.

Dort wollen Forscher der Universität Harvard ansetzen, als sie vor 30 Jahren, am 12. April 1988, in den USA die erste Krebsmaus patentieren lassen. Sie pflanzen den Tieren menschliche Brustkrebsgene ein, um sie als Modelle zur Erforschung von Tumoren oder deren Behandlung zu nutzen. Der Erfolg bleibt in dem Fall aber gering – denn es gibt nicht nur ein Brustkrebsgen, sondern 20 bis 40, vielleicht sogar 100 verschiedene Brustkrebsarten. Trotzdem öffnet die Krebsmaus die Tür für Hunderte ähnliche Patentanmeldungen.

CRISPR, eine preisgünstige und zielgenaue Technik zur Genveränderung, sorgt seit einigen Jahren nun für einen weiteren Schub: 2017 gibt es gleich mehrere Durchbrüche in Sachen Gentherapie. In den USA wird die zwölfjährige Emily Whitehead, deren CAR-T-Immunzellen außerhalb des Körpers mit der Genschere CRISPR behandelt worden sind, von einer besonderen Leukämieform geheilt. Die Therapie ist mittlerweile in den USA wie in der EU für schwere Fälle von Akuter Lymphatischer Leukämie zugelassen. Klaus Cichutek, Präsident des Paul-Ehrlich-Instituts (PEI) in Langen, ist optimistisch: „Jetzt bricht wahrscheinlich eine neue Ära der Leukämiebehandlung an.“

Auch für B-Zell-Lymphome und eine bestimmte Form von ererbter Blindheit gibt es bereits Therapien. Klinische Studien für Sichelzellenanämie oder bestimmte erbliche Muskelerkrankungen sind ebenfalls in Sichtweite. Komplexer und bislang noch nicht geknackt sind Probleme, in die Mutationen verschiedener Gene hineinspielen.

Der genauere Blick tief hinein ins Erbgut zeigt allerdings auch: Es sind noch viele Fragen offen und die Doppelhelix ist, anders als bei der ersten Entzifferung des menschlichen Erbgutes noch bejubelt, kein festgeschriebenes Buch mit den Buchstaben des Lebens. Dafür herrscht im Genom zuviel Vielfalt und Veränderung. Bei jeder Zellteilung kommt es zu Mutationen – meist nur minimal und ohne Auswirkung. Das menschliche Erbgut sei stets im Wandel, so beschreibt es Sebastian Waszak vom Europäischen Molekularbiologielabor im Deutschlandfunk: „Bei der Geburt ist man genetisch gesehen ein anderer Mensch als bei der Befruchtung.“