Von Brenda Baletti, Ph.D.
Die Podiumsteilnehmer des Weltwirtschaftsforums begrüßten gentechnisch veränderte Mikroben als die Zukunft einer nachhaltigen und klimafreundlichen Landwirtschaft, doch Überwachungsorganisationen warnten, dass die in den Mikroben freigesetzten genetischen Veränderungen über Arten- und geografische Grenzen hinweg unvorhersehbare und möglicherweise irreparable Folgen haben könnten.
Das Thema „Synthetische Biologie“ – die Wissenschaft von der Umgestaltung lebender Organismen, um „neue Fähigkeiten“ zur Lösung von Problemen in Bereichen von der Medizin über die Fertigung bis hin zur Landwirtschaft zu erlangen – war Gegenstand mehrerer Sitzungen, die letzte Woche auf dem Weltwirtschaftsforum (WEF) in Davos, Schweiz, stattfanden.
Die synthetische Biologie ist die Grundlage der sogenannten „Bioökonomie“, die in den USA auf eine Billion Dollar geschätzt wird und laut Forbes in den nächsten zwei Jahrzehnten weltweit auf über 30 Billionen Dollar anwachsen soll. Es wird erwartet, dass Initiativen wie der Erlass der Regierung Biden aus dem Jahr 2022, der Bundesinvestitionen in die Biotechnologie vorschreibt, dieses Wachstum vorantreiben werden.
Bioprodukte umfassen alles von mRNA-Impfstoffen über im Labor gezüchtetes Fleisch bis zu bioelektronischen medizinischen Geräten. Bei zwei WEF-Panels zum Thema synthetische Biologie in der Lebensmittel- und Landwirtschaft – „Biologie als Verbrauchertechnologie“ und der „biobasierte Weg zum Netto-Nullpunkt“ – drehte sich jedoch alles um „Biologicals“, gentechnisch veränderte stickstofffixierende Bodenmikroben.
Biologicals sind landwirtschaftliche Betriebsmittel, die aus lebenden Organismen wie Pflanzen und Bakterien gewonnen werden und nicht aus fossilen Brennstoffen, der Quelle der meisten modernen Pestizide und Düngemittel.
Biologische Produkte, die mit Hilfe der synthetischen Biologie hergestellt werden, sind nicht einfach lebende Organismen, sondern gentechnisch veränderte lebende Organismen, die Schädlinge abtöten oder Nährstoffe erzeugen, die dann zur Düngung von Pflanzen verwendet werden.
Die Podiumsteilnehmer wiesen darauf hin, dass sie für die Unternehmen, die sie herstellen, und für ihre Investoren eine große Einnahmequelle darstellen.
Umerziehung der Verbraucher zur Akzeptanz verarbeiteter Lebensmittel
Chris Abbot, CEO von Pivot Bio Inc. und Hersteller von Proven, der ersten gentechnisch veränderten Mikrobe auf dem Markt, sprach darüber, wie Unternehmen wie das seine „die Technologie so einsetzen, dass wir ein Produkt herstellen und es trotz der Volatilität des Rohstoffmarktes mit einer attraktiven Gewinnspanne verkaufen können“.
Amy Webb, CEO und „Global Leader of Strategic Foresight“ beim Future Today Institute, bezeichnete das GE-Mikrobenprodukt von Pivot als „erstaunlich“, vor allem, wenn man bedenkt, dass „sich die Landwirtschaft seit 14.000 Jahren nicht verändert hat, ich meine, nicht wirklich, oder?“
Webb bezog sich dabei wahrscheinlich auf die neolithische Revolution, als die Menschen von Jägern und Sammlern zur Landwirtschaft übergingen – was vor etwa 12.000 (nicht 14.000) Jahren geschah.
Auf die neolithische Revolution folgte über Jahrtausende hinweg eine Reihe bedeutender technologischer Innovationen in der Landwirtschaft auf der ganzen Welt.
Zu diesen Innovationen gehören viele der technologischen Entwicklungen, die diese neuen GE-Technologien zu verfeinern versuchen, wie z. B. das Haber-Bosch-Verfahren – das industrielle Verfahren, das die Stickstofffixierung verbessert hat, die für die Bodendüngung entscheidend ist.
Abbot sagte, dass die GE-Mikroben seines Unternehmens darauf trainiert werden, ähnliche Stickstofffixierungen auf effizientere und weniger umweltschädliche Weise durchzuführen. Er sagte voraus, dass die gentechnisch veränderten Mikroben zu einem noch unbekannten Zeitpunkt in der Zukunft kostengünstiger und effektiver sein werden als die bestehenden synthetischen Düngemittel.
Dass die gentechnisch veränderten Mikroben „nachhaltiger“ sind, ist ein wichtiger Teil ihres Markenzeichens.
Auf dem „Net Zero“-Panel erklärte Ester Baiget von Novozymes, die ankündigte, dass ihr Unternehmen in Kürze mit dem Mikrobenhersteller Chr. Hansen fusionieren wird, wie die Produkte ihres Unternehmens „uns näher an Net Zero“ bringen.
„Alles, was wir tun, führt zu geringeren CO2-Emissionen, weniger Chemikalien, weniger Abfall, geringeren Auswirkungen auf die Umwelt, gesünderen Nährstoffen und mehr Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg“, sagte sie. „Wir ermöglichen gesündere und nachhaltigere Lebensmittel.“
Auf dem Panel „Biologie als Verbrauchertechnologie“ sagte Dror Bin, CEO der israelischen Innovationsbehörde, eine Zukunft der „Biokonvergenz“ voraus, in der die Biologie mit allen wissenschaftlichen Bereichen verschmelzen wird. Biokonvergenz ist keine „Fantasie“, sagte Bin. So hat Israel unter anderem letzte Woche als erstes Land den Verkauf von kultiviertem Rindfleisch der Firma Aleph Farms genehmigt.
Die Podiumsteilnehmer waren sich einig, dass die Akzeptanz der Verbraucher ein Hindernis für die Entwicklung der Bioökonomie darstellt. Die Menschen haben unnötigerweise Angst vor genetisch veränderten Organismen (GVO), so Abbot von Pivot. „Sie sind nicht so schlimm. Man kann sie falsch einsetzen, aber wir [bei Pivot] verwenden wegen der GVO viel weniger Chemie“.
Das Gremium war sich einig, dass die Verbraucher „umerzogen“ werden müssen, um verarbeitete Lebensmittel zu akzeptieren.
Biologische Produkte, so räumte Abbot ein, seien etwas „heikler“ als synthetische Düngemittel, „weil man einen biologischen Organismus nimmt, der seine eigene Variabilität hat und im Allgemeinen ziemlich unbeständig ist. Und dann setzt man ihn in eine biologische Umgebung im Boden mit verrücktem Wetter, das jedes Jahr verrückter wird. Und nun versucht man, vorherzusagen, wie das alles funktionieren wird.“
Aber genau das ist der spannende Teil, sagte er.
Ein „beispielloses Experiment unter freiem Himmel“
Außerhalb des WEF ist die Begeisterung für gentechnisch veränderte Mikroben und andere Technologien der synthetischen Biologie, wie z. B. Präzisionsfermentation oder im Labor gezüchtetes Fleisch, weniger groß.
Ein im vergangenen August von Friends of the Earth veröffentlichter Bericht äußerte Bedenken über die unbekannten und potenziell katastrophalen Risiken im Zusammenhang mit gentechnisch veränderten Mikroben, die sich grundlegend von den bereits umstrittenen gentechnisch veränderten Organismen (GVO) unterscheiden, die, wie die Diskussionsteilnehmer anmerkten, seit Jahrzehnten höchst umstritten sind.
Bei gentechnisch veränderten Mikroben handelt es sich um lebende Organismen, die ihr genetisches Material leicht mit anderen Arten austauschen und mit dem Wind weite Strecken zurücklegen können. Die genetischen Veränderungen, die in den Mikroben freigesetzt werden, könnten sich über Arten- und geografische Grenzen hinweg verbreiten und unvorhersehbare und möglicherweise irreparable Folgen haben, so der Bericht.
Und da sie mikroskopisch klein sind, ist ihre Zahl enorm.
„Eine Anwendung von gentechnisch veränderten Bakterien könnte etwa 3 Billionen gentechnisch veränderte Organismen auf einem halben Hektar freisetzen – das entspricht in etwa der Anzahl der gentechnisch veränderten Maispflanzen in den gesamten USA“, so Dana Perls, Programmmanagerin für Lebensmittel und Technologie bei Friends of the Earth, in einer Pressemitteilung.
Die Einführung von gentechnisch veränderten Mikroben in der Landwirtschaft stellt ein „beispielloses genetisches Experiment unter freiem Himmel“ dar, heißt es in dem Bericht. „Das Ausmaß der Freisetzung ist weitaus größer und die Wahrscheinlichkeit einer Eindämmung weitaus geringer als bei gentechnisch veränderten Nutzpflanzen“.
Der Bericht beschreibt eine Reihe von genetischen Missgeschicken, die bei der Gentechnik auftreten können und in einigen Fällen auch aufgetreten sind, darunter unbeabsichtigte DNA-Einfügungen und -Löschungen.
Der Bericht unterstreicht, dass die potenziellen Probleme sehr vielfältig und schwerwiegend sind, wenn diese Mikroben mit diesen potenziellen Problemen in eine Umwelt freigesetzt werden, in der Milliarden von Arten anderer Mikroben – von denen die meisten von der Wissenschaft bisher nicht verstanden werden – sowie andere Lebewesen leben.
Kein Rahmen für die Risikobewertung
Diese Risiken haben die Unternehmen nicht davon abgehalten, sie freizugeben. Mindestens zwei gentechnisch veränderte Mikroben, Proven von Pivot Bio und Poncho Votivo von BASF, werden bereits von US-Landwirten auf Millionen von Hektar Ackerland eingesetzt.
Die Diskussionsteilnehmer des WEF sagten voraus, dass die Zahl der auf dem Markt befindlichen gentechnisch veränderten Mikroben sprunghaft ansteigen wird – vor allem, weil das US-Regulierungssystem keinen Rahmen für die Bewertung ihrer potenziellen Risiken hat und ihnen schnell grünes Licht gibt.
Die Podiumsteilnehmer erklärten, dass sie ihre Produkte lieber für den US-Markt entwickeln als für den europäischen Markt, der viel mehr regulatorische Hürden für gentechnisch veränderte oder manipulierte Produkte aufweist und dessen Zulassung sechs Jahre dauert.
Laut der Big-Food-Watchdog-Gruppe Food Tank ist der regulatorische Rahmen in den USA so unklar, dass es schwer zu sagen ist, wie viele dieser Produkte sich tatsächlich auf dem Markt befinden. Aber: „Wir stehen wahrscheinlich an der Schwelle zu einer Welle neuer gentechnisch veränderter biologischer Produkte, die aus dem Labor auf den Markt kommen.“
Pivot brachte Proven 2019 auf den Markt. Das Unternehmen, das von großen Biotech-Investoren – darunter die Bill & Melinda Gates Foundation – unterstützt wird, sammelte mehr als 600 Millionen US-Dollar an privatem Kapital ein, weil es versprach, die Landwirtschaft zu verändern, indem es den Bedarf an industriell hergestelltem synthetischem Stickstoff durch „sauberen Stickstoff“ aus gentechnisch veränderten Mikroben ersetzt.
Eigene wissenschaftliche Studien haben jedoch gezeigt, dass der Stickstoffverbrauch der Landwirte durch den Einsatz der gentechnisch veränderten Mikroben nicht sinkt.
In der Patentanmeldung von Pivot Bio für die als Stickstoffdünger vermarktete gentechnisch veränderte Mikrobe Proven sind 29 verschiedene Gene sowie zahlreiche Proteine und Enzyme aufgelistet, die so manipuliert werden können, dass die Fähigkeit der Mikrobe, den Stickstoffgehalt in ihrer Umgebung zu erkennen, „gestört“ und „kurzgeschlossen“ wird, um sie zur Überproduktion von Stickstoff zu bewegen.
Die Wissenschaftler des Unternehmens veröffentlichten auch eine Studie, in der sie überrascht waren, dass das Entfernen von Genen den Stickstoffgehalt erhöhte, da er genauso gut hätte reduziert werden können.
Pivot war das erste Unternehmen, das seine gentechnisch veränderten Mikroben auf den Markt gebracht hat, aber seither sind mehrere andere Start-ups und Pharmariesen in das Spiel mit den gentechnisch veränderten Mikroben eingestiegen.
Abbot äußerte sich nicht zu den Studien seines Unternehmens, aber er sagte, dass Pivot seine Technologie ausbaut, um einen „anhaltenden Wachstumstrend“ zu schaffen.
In den vergangenen Jahren haben fünf große Agrochemiekonzerne – Syngenta (ChemChina), BASF, Bayer-Monsanto, FMC Corp und Corteva (DowDuPont) – die meisten existierenden Biotech-Unternehmen aufgekauft.
Es handelt sich um dieselben Unternehmen, die in der Vergangenheit die Entwicklung und den Vertrieb von gentechnisch veränderten Nutzpflanzen kontrolliert haben.
Sie haben „eine lange Erfolgsbilanz“, so Friends of the Earth, indem sie die Auswirkungen ihrer Produkte auf die Umwelt und die Gesundheit missachteten, systematisch Kleinbauern unterminierten, den Regulierungsprozess behinderten und die Wahrheit über ihre Produkte verbargen.
Heute arbeiten diese Konzerne mit großen Biotech-Firmen und Start-ups zusammen, um den Prozess voranzutreiben.
Ginkgo Bioworks erklärt der SEC, dass die Freisetzung gentechnisch veränderter Mikroben „unbekannte“ Auswirkungen haben kann
Ginkgo Bioworks, ein wichtiger Akteur in der synthetischen Biologie, ist aktiv an der Entwicklung von Lebensmitteln und Medikamenten, einschließlich Impfstoffen, und „Zellprogrammierungsplattformen“, Biosicherheit und Krankheitsüberwachung beteiligt.
Das Unternehmen entwirft und entwickelt Mikroben für Anwendungen, die von Cannabinoid produzierenden Bakterien über Hefe, die Lebensmittelproteine fermentiert, bis hin zu Bodenmikroben reichen.
Das Unternehmen vertreibt seine GE-Mikroben über Joyn Bio, eine Partnerschaft mit Bayer.
Über Joyn Bio plant Ginkgo, sein Engagement für die „Nutzung der Kraft der programmierbaren Biologie zur Ermöglichung einer nachhaltigen Lebensmittelproduktion und der Lebensmittelsicherheit weltweit“ weiter voranzutreiben, indem es Partnerschaften mit verschiedenen Unternehmen eingeht, um „landwirtschaftliche mikrobielle Lösungen für verschiedene Kulturen und Regionen durch breite, voll funktionsfähige technische Plattformen zu entwickeln, die unterschiedliche Marktbedürfnisse ansprechen“.
So kündigte das Unternehmen letzten Monat eine neue Partnerschaft mit dem französischen Biotech-Startup OneOne Biosciences an, um eine Art „Espresso-Maschine“ zu entwickeln, die Mikroben mit verschiedenen Funktionen wie Stickstofffixierung, Kohlenstoffbindung und mehr am Ort der Verwendung „verstärkt“.
Hinter den utopischen, „zukunftsgerichteten Aussagen“, so die Pressemitteilungen, „gibt Ginkgo keine Zusicherung, dass es seine Erwartungen erfüllen wird“.
Der Risikobericht des Unternehmens, der bei der Security and Exchange Commission (SEC) eingereicht und von der Organic Consumers Association (OCA) veröffentlicht wurde, gibt Anlass zu einer Reihe von Bedenken.
Ähnlich wie die von Friends of the Earth hervorgehobenen Risiken erklärte Ginkgo der SEC: „Die Freisetzung von gentechnisch veränderten Organismen oder Materialien, ob versehentlich oder absichtlich, in unkontrollierte Umgebungen könnte unbeabsichtigte Folgen haben“, die sich negativ auf das Geschäft auswirken könnten – sein Hauptanliegen.
In dem Bericht heißt es weiter:
„Die von uns entwickelten gentechnisch veränderten Organismen und Materialien können im Vergleich zu den in der freien Natur vorkommenden Organismen und Materialien erheblich veränderte Eigenschaften aufweisen, und die vollständigen Auswirkungen des Einsatzes oder der Freisetzung unserer gentechnisch veränderten Organismen und Materialien in unkontrollierten Umgebungen sind möglicherweise unbekannt.
„Insbesondere könnte ein solcher Einsatz oder eine solche Freisetzung, einschließlich einer nicht genehmigten Freisetzung, die Umwelt oder die Gemeinschaft im Allgemeinen oder die Gesundheit und Sicherheit unserer Mitarbeiter, der Mitarbeiter unserer Kunden und der Verbraucher der Produkte unserer Kunden beeinträchtigen.
„Darüber hinaus könnten unsere Kunden und potenziellen Kunden im Falle eines aufsehenerregenden Verstoßes gegen die Biosicherheit oder einer unbefugten Freisetzung eines biologischen Wirkstoffs in unserer Branche das Vertrauen in die Sicherheit der Laborumgebungen verlieren, in denen wir gentechnisch veränderte Organismen und Materialien herstellen, auch wenn wir nicht direkt betroffen sind.
„Jede nachteilige Auswirkung einer solchen Freisetzung durch uns oder andere könnte die öffentliche Akzeptanz von Produkten aus gentechnisch veränderten Zellen sowie unsere geschäftliche und finanzielle Lage erheblich beeinträchtigen. …
„Wir könnten DNA-Sequenzen synthetisieren oder andere Aktivitäten durchführen, die gegen die Biosicherheitsanforderungen verstoßen, oder die Regulierungsbehörden könnten weitergehende Biosicherheitsanforderungen erlassen, die unsere Standardgeschäftspraktiken nicht erfüllen können, was zu einer erheblichen rechtlichen Haftung führen, unser Geschäft behindern und unseren Ruf schädigen könnte.“
„Der SEC-Bericht von Ginkgo macht deutlich, dass die Freisetzung von Frankenmikroben in die Umwelt verheerende Folgen haben kann“, so Alexis Baden-Mayer von OCA.
Baden-Mayer wies auch darauf hin, dass Ginkgo mehrere Technologien der synthetischen Biologie erworben hat, die von langjährigen Monsanto-Wissenschaftlern und dem CRISPR-Mitentwickler George Church entwickelt wurden.
Das macht Ginkgo zu „Bayers wichtigstem Partner in seinem ‚Food-as-Software‘-Programm“, so Baden-Mayer.
Ein Sprecher von RethinkX, einem Think Tank und Prognostiker, erklärte „Food-as-Software“ in einer E-Mail an The Defender:
„Wie Software werden Lebensmittelprodukte durch Iteration kontinuierlich verbessert, da die Technologie sowohl in Bezug auf die Kosten als auch auf die Leistungsfähigkeit verbessert wird und die Datenbanken der Lebensmittelkomponenten wachsen.
„Die Integration mit der Informationstechnologie und dem Internet bedeutet, dass Verbesserungen der Produktionsmethoden und/oder der Zutaten fast sofort heruntergeladen und eingearbeitet werden können, so dass die Produktion vollständig verteilt und dezentralisiert werden kann – genau wie bei Software.
Baden-Mayer beschrieb die Vision von Big Food, Lebensmittel als Software zu nutzen, etwas kritischer:
„Das Geschäftsmodell von Monsanto und Bayer besteht darin, Lebensmittel und Landwirtschaft mit Pestiziden und Massentierhaltung zu ruinieren und dann, wenn die Kunden nach ’sauberen Lebensmitteln‘ schreien, diese in Form von neuen, im Labor hergestellten synthetischen Frankenfoods anzubieten, die als gift- und grausamkeitsfrei vermarktet werden können.“
Der Bericht von Ginkgo an die SEC, so schrieb sie, „liest sich wie die Liste eines Science-Fiction-Autors mit Plots für Katastrophenfilme“.
