Wissenschaft 2018: Ein Hoch auf den Fortschritt, oder die Katastrophe am Horizont? | Wissen & Umwelt | DW | 05.01.2018
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Ausblick

Wissenschaft 2018: Ein Hoch auf den Fortschritt, oder die Katastrophe am Horizont?

Verschiedene Forschungsbereiche werden 2018 so einiges auf den Kopf stellen. Vielleicht sogar unser Leben. Die folgende Auswahl ist - zugegeben - eine persönliche.

Symbolbild Klonen menschliche Stammzellen (picture-alliance/dpa)

Gentechnik bleibt ein sensibles Thema

Menschen werden gentechnisch verändert

2017 ist das vor allem eine gute Nachricht. Für zwei Formen von Blutkrebs und eine angeborene Form der Blindheit wurden in den USA Therapien zugelassen - Therapien, bei denen der Körper der Patienten gentechnisch verändert wird. In Zukunft sollen dafür unsere Immunzellen außerhalb des Körpers modifiziert und dabei so programmiert werden, dass sie bestimmte Zellen als Feinde erkennen und abtöten. So funktionieren auch die Gentherapien gegen Blutkrebs. Bei der Behandlung der Sehstörung verändern die Mediziner sogar direkt das Erbgut des Patienten, allerdings nur in bestimmten Zellen im Auge. Auf den Rest des Körpers hat dieser Eingriff keinen Einfluss.

Anders ist das, wenn die DNA schon im Embryonalstadium bearbeitet wird. Auch das ist 2017 passiert. US-Forscher haben mithilfe der Genschere CRISPR/Cas9 ein Gen repariert, das in Zusammenhang mit einem angeborenen Herzfehler steht. Eingriffe wie dieser haben ein enormes Potenzial und könnten in Zukunft helfen, Krebs, Mukoviszidose oder AIDS zu heilen. Die Embryonen, an denen die Forscher den angeborenen Herzfehler korrigierten, wurden allerdings nach dem Eingriff abgetötet. Denn das Austragen eines gentechnisch veränderten Embryos ist in den USA verboten. Damit stoßen wir auch schon auf ein Problem der Gentherapie - denn so positiv diese medizinischen Erfolge zu bewerten sind, so viel gesellschaftlichen Sprengstoff bergen sie auch.

Die gleichen Techniken, die in Zukunft möglicherweise die Erbkrankheiten unserer Kinder heilen können, könnten auch für genetisches Doping oder die "Optimierung" von eigentlich gesunden Menschen eingesetzt werden. Das sind Ängste, die es nicht nur im gentechnisch konservativen Deutschland gibt. Sie werden von Genetikern auf der ganzen Welt geteilt. Deswegen sollte 2018 - neben der Präzisierung der Technik und der Entwicklung weiterer Anwendungen - endlich eine breitere Diskussion über die ethischen Aspekte der modernen Gentherapie gestartet werden. Wie sollten wir Gentherapien reglementieren? Wo können wir profitieren? Wer darf Gentechnik am Menschen einsetzen und wie gehen wir mit möglicherweise liberaleren Entscheidungen anderer Länder um? Erst wenn es zu solchen Fragen einen breiten Konsens oder zumindest eine öffentliche Diskussion gibt, können wir mit Zuversicht den Beginn eines neuen Zeitalters proklamieren.

Illustration Krankheitserreger Bakterien Escherichia coli (picture-alliance/OKAPIA KG, Germany)

Bakterien könnten dank synthetischer Biologie neu programmiert werden

Mikroorganismen werden zu Mini-Fabriken

Die Gentechnik wird uns 2018 auch in anderen Bereichen beschäftigen, zum Beispiel auf dem Gebiet der synthetischen Biologie. Bei dieser Mischung aus Bio- und Ingenieurswissenschaften geht es darum, die DNA von Mikroorganismen so zu verändern, dass sie zu Mini-Rohstofffabriken werden. Die künstlichen Lebewesen produzieren etwa Insulin oder andere Moleküle, die als Grundlage für Medikamente dienen.

Das Anwendungsfeld ist aber noch viel breiter. Besonders kleine Start-ups experimentieren zunehmend mit der Technik und nutzen sie für die Herstellung aller möglichen Stoffe. Bakterien und Hefen produzieren für diese Unternehmen so unterschiedliche Dinge wie Rosenöl für Parfums, Fasern aus Spinnenseide für neuartige Textilien, oder sogar Inhaltsstoffen für vegetarische Burger. Alles scheint möglich! Und die Synthese vieler Stoffe wird so sogar billiger und wesentlich umweltfreundlicher. Trotzdem: Ist das alles wirklich so harmlos? Was würde zum Beispiel passieren, wenn so ein Burger-produzierendes Bakterium in die Umwelt gelangt? Die Einführung fremder Lebewesen in ein Ökosystem hat schon öfter zu ungeahnten Problemen geführt. Ein bekanntes Beispiel ist der Viktoriasee, im Osten von Afrika. Dort kam es in den 1980ern zu einer massenhaften Vermehrung des heimlich ausgesetzten Nilbarsches. Die großen Raubfische fraßen alles, was ihnen vor die Nase kam. Das führte zu einer Veränderung des Ökosystems, von der sich der See nie wieder erholen wird.

Einem ähnlichen Desaster könnte in der synthetischen Biologie nun der Riegel vorgeschoben werden. Erst vor wenigen Wochen haben Wissenschaftler verkündet, dass sie in einem Bakterium die vier universellen Buchstaben der DNA (A, T, C und G) um zwei weitere Buchstaben - X und Y - erweitert haben und das Bakterium diese Buchstaben auch verwenden kann - allerdings nicht ohne spezielle, menschengemachte Rohstoffe. Die Technik steht allerdings noch ganz am Anfang. Sollten sich die neuen DNA-Buchstaben für synthetische Organismen durchsetzen, wären sie nicht nur eine Bereicherung für die Komplexität, sondern gleichzeitig ein Sicherheitsmechanismus. Denn die Modifikation würde den künstlichen Organismen in der freien Wildbahn das Überleben schwer machen.

Frau mit Smartphone (picture-alliance/dpa/S. Gollnow)

Unser Smartphone kennt uns schon heute so gut wie kein anderer

Künstliche Intelligenz: Fluch oder Segen?

Mit wirklich künstlichen Organismen bekommen wir es im Bereich der neuronalen Netzwerke und des "machine learning" zu tun. Computer, die wie Gehirne funktionieren und für Gelerntes eigenständig neue Verbindungen bilden - das klingt gruselig und weckt bei vielen Menschen Ängste.

Dabei soll die künstliche Intelligenz unser Leben doch leichter machen. 2018 sollen vor allem unsere Smartphones noch klüger werden, damit sie besser auf die persönlichen Bedürfnisse ihrer Besitzer reagieren können - und so noch mehr Daten über uns sammeln können? Schon heute kann man über die Auswertung der Metadaten eines Handybenutzers dessen Alltag rekonstruieren. Nicht in allen Details, aber den groben Rahmen. Wie wird das in Zukunft sein, wenn unserer Smartphones mit dem Auto und dem Haus vernetzt sind und über Bild- und Spracherkennung verfügen? Wo wir uns befinden, wissen unsere Telefone schon jetzt, wenn sie in Zukunft aber auch unsere Gewohnheiten lernen und uns aufgrund des lokal angesagten Sturms vorschlagen, lieber schnell mit dem Rad nach Hause zu fahren als zu Fuß zu gehen - ist das ein Fortschritt oder die totale Überwachung? Eine Frage, die im Endeffekt auch 2018 jeder selbst entscheiden  muss.

Deutschland CeBIT Hannover 2016 (picture-alliance/dpa/O. Spata)

Das Potenzial der 3D-Drucker ist lange noch nicht ausgereizt

Der gedruckte Mensch

Das Leben 2.0 - oder besser der Mensch 2.0 - wird in Zukunft aus einer weiteren Quelle gespeist werden: dem 3D-Drucker. Schon heute können diese Maschinen so einiges leisten und produzieren eine Fülle von nützlichen (z.B. die ersten Prototypen für ein neues Fahrraddesign) und weniger nützlichen Gegenständen (z.B. 3D-Modelle der Raumschiffe aus unseren liebsten Syfy-Serien).

Eine profitable Zukunft für den 3D-Druck liegt laut Analysten vor allem in der regenerativen Medizin. Haut, Zähne, Knochen und Herzen: Solche "Ersatzteile" sollen in Zukunft aus dem Drucker kommen - personalisiert und produziert aus biokompatibler Tinte. Bis es so weit ist, werden aber noch einige Jahre vergehen, denn die Technik ist bei weitem noch nicht ausgereift. Vor allem die Beschaffenheit der Tinte und die Komplexität des menschlichen Körpers bereiten den Entwicklern Kopfzerbrechen. 2018 werden also noch keine gedruckten Herzen in unseren Körpern schlagen, trotzdem ist der medizinische 3D-Druck ein Trend, den man im Auge behalten sollte. Auch über das Jahr 2018 hinaus.

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