Gentechnik Risiken

Dr. Horst Backhaus, Biologische Bundesanstalt f. Land und Forstwirtschaft, Braunschweig

Nach der Anführung von Faktoren der Wahrnehmung von Risiken und genereller Probleme ihrer wissenschaftlichen Präzisierung, wird die gesetzlich vorgeschriebene vorsorgliche Risikoanalyse als herausfordernde Aufgabe bei dem Umgang mit gentechnisch veränderten Organismen in der Umwelt beschrieben. Als Grundlage wird die Modellierung der Beziehungen zwischen gentechnisch veränderten Organismen und möglichen schädlichen Einwirkungen auf die Schutzgüter des Gentechnik-Gesetzes nach jeweiligem Kenntnisstand angesehen. Eine getrennte Beschreibung von Ausbreitungsgrößen und ökologischen Auswirkungen entwirft einen Rahmen für die Formulierung von Risikoszenarien bei der Risikoidentifizierung.

Managementmaßnahmen zur Risikobeherrschung oder Risikoforschung zur Erweiterung der Datenbasis können eingesetzt werden, falls die Datenbasis als unzureichend für die gewünschten Prognosen von Belastungen und Effekten anzusehen ist. Für die Anwendung von GVO in der Umwelt wird der Versuch einer wirksamen Kontrolle von "Belastungen" im allgemeinen als ungeeignete Managementstrategie angesehen. Angemessenere Grundlagen für Entscheidungen sollten demgegenüber hier die Ermittlung und Testung schädigender Effekte oder die schließliche Entlassung des GVO aus dem Status einer potentiellen Risikoquelle sein.

In der Anpassung biologischer Wechselwirkungen an Ziele einer effizienteren Schaderregerkontrolle wird eine wichtige Anwendung der Gentechnik in der Umwelt gesehen. Als illustrativer Beispielfall wird die Bearbeitung einer speziellen ökologischen Risikowahrnehmung zum Einsatz gentechnisch veränderter Insektenviren (Baculoviren) in einem Sicherheitsforschungsprojekt mit Ergebnissen und Schlußfolgerungen dargestellt. Die Ergebnisse werden in ihren Konsequenzen für die Festlegung von Forschungsschwerpunkten zur Erweiterung der Datenbasis für Sicherheitsaussagen diskutiert.

Die folgende Übersicht zeigt die mit der Anwendung der Gentechnik dem Menschen zugewachsenen Fähigkeiten, Lebewesen durch weitgehend beliebige Kombinierbarkeit genetischer Faktoren nach seinen Zielvorstellungen zu verändern. Dabei hat sich generell die Möglichkeit erhöht, die Konsequenzen der Veränderung für die Struktur und Ausprägung erblicher Eigenschaften sowohl vorherzusagen als auch zu analysieren.

Charakteristika der Anwendung gentechnischer Methoden bei der Veränderung von Lebewesen

Fremdartige Organismen mit bisher unbekannten Merkmalskombinationen können neue Gefährdungen für Gesundheit, Lebewesen und Naturhaushalt bergen. Allein die Tatsache der Anwendung gentechnischer Methoden erlaubt allerdings keinerlei Schlußfolgerung über das Vorhandensein, die Art oder Höhe derartiger Risiken. Ausgehend von der Definition aller gentechnisch veränderten Organismen als möglichen Gefährdungsquellen wird mit dem Gentechnikgesetz und entsprechenden europäischen Regelungen allen Anwendern ein vorsorglicher Umgang durch vorausschauende Analyse und Bewertung von Risiken und den Einsatz abgestimmter Sicherheitsmaßnahmen auferlegt. Bevor die Bestimmung der Art und Größe von Risiken anhand spezieller Anwendungsziele eingehender diskutiert wird, wird in einem Exkurs auf verschiedene Arten und Wandlungen des Risikoverständnisses eingegangen, die für die Art der angewandten Beherrschungsstrategien entscheidend sind.

2. Risikobegriff - wissenschaftliche Präzisierbarkeit - Probleme rechtlicher Normierung

Der gesellschaftliche Umgang mit Risiken, die aus dem Umgang mit einer neuen Technologie resultieren, wird bestimmt durch:

- Übereinkünfte über die Art und relative Bedeutung der Schutzziele, die den für ihren Schutz zu leistenden Aufwand beeinflussen,

- und die Wahrnehmung der Arten von Risiken, die in sehr weitem Sinn zu tun hat mit Erkenntnissen oder Annahmen über die Art der Verknüpfungen von Anwendungen der Technik mit schädlichen Einwirkungen auf Schutzgüter und Einschätzungen der "Betroffenheit" (Wahrscheinlichkeit und Zeitpunkt der Einwirkung).

In entwickelten Industrieländern sind Veränderungen der Umgangsweise mit Risiken als aktives "Risikomanagement" mit der Bereitstellung von Ressourcen für die Kontrolle und Beherrschung, Forschung und Entwicklung gekennzeichnet durch:

1. Die Erweiterung und veränderte Gewichtung von Schutzzielen. Statt örtlich und zahlenmäßig begrenzter "Risikokollektive" werden zunehmend globale Größen und Zusammenhänge in das Blickfeld genommen. Über aktuelle Gefährdungen hinausgehend werden längerfristig wirksame und in die Zukunft weisende Effekte einbezogen. Während der höchste Rang für Wohlergehen und Gesundheit des Menschen erhalten bleibt, werden in wachsendem Ausmaß Einwirkungen auf seine Lebenswelt und den Naturzusammenhang als ganzes berücksichtigt. Wachsende Sicherheits- und Kontrollansprüche müssen als natürliche Entwicklungstendenz in Gesellschaften angesehen werden, die erfolgreich unmittelbare Lebensrisiken bewältigen.

2. Die erweiterten Kenntnisse über die Komplexität kausaler Zusammenhänge zwischen menschlichen Aktivitäten (wie z.B. der technischen Transformation von Ressourcen) und Einwirkungen auf mögliche Schutzgüter. Die Zunahme der Fähigkeiten, Effekte und mögliche Einflußfaktoren analytisch zu erfassen, begleitet und fördert diese Entwicklung. Dabei nimmt auch - und nicht nur für Laien - die Durchschaubarkeit von Zusammenhängen zwischen technischen Vorgängen und Gefährdungen von Mensch und Natur ab.

Für die individuelle und gesellschaftliche Wahrnehmung von Risikoarten spielen eine große Anzahl von Faktoren (persönliche Einflußnahme, Beherrschbarkeit, Auswirkungen, Überschaubarkeit, Kenntnisgrad) eine Rolle, die mit psychometrischen Verfahren meßbar und damit objektivierbar sind (1). Die gruppenspezifisch differenzierbare Risikowahrnehmung bestimmt entscheidend die Haltung zu neuen Technologien und auch die Signalwirkung wahrgenommener Unfälle.

Als wichtigstes Ziel einer Risikokommunikation, wie auch einer wissenschaftlichen Risikoanalyse, ist die Herstellung vernünftiger Relationen zwischen Risikohöhen und dem Aufwand für die Beherrschung der Risiken anzusehen (4, 6-9). Die Rolle der Medien als signifikantester Einflußfaktor bei der Risikokommunikation wird von Experten hier häufig kritisiert. Sie ist kaum in ihren Gesetzmäßigkeiten direkt zu beeinflussen und sollte auch als Vermittlung von Auswirkungen, die individuell nicht als Gefährdungen registrierbar sind, differenziert beurteilt werden (2-5). Je komplexer die Zusammenhänge zwischen Handlungen oder Vorgängen mit Risiken werden, umso eher wird die Glaubwürdigkeit von Experten und Entscheidungsträgern zu einem sekundären Merkmal für die Qualität der Risikobeurteilung. Hier lassen sich insbesondere bei komplizierten und ungesicherten Zusammenhängen zwischen auslösendem Ereignis und Schäden, beispielsweise bei der Verwendung von Umweltchemikalien, die Schwierigkeiten der Kommunikation über die genannte Zielrichtung der Risikobeherrschung aufzeigen (4, 10-13). Eine gewisse Konsensbildung bei der sachlichen Konfrontation der Grundlagen und Folgen von Entscheidungen mit den ethischen Grundwerten der Gesellschaft erscheint schließlich als Voraussetzung dafür, die in komplexen Entscheidungsabläufen gelegentlich wenig sachdienlichen staatlichen Einflüsse und bürokratischen Prozeduren einzuschränken (14).

Allgemeinen Vorstellungen über Risiken kann der versicherungsmathematisch-technische Risikobegriff gegenübergestellt werden. Hier ist für den Begriff des Risikos die Kombination der Eintretenswahrscheinlichkeit mit dem Ausmaß des betrachteten Schadens eingeführt, die in einfachen Fällen als Produkt dieser zwei Größen formulierbar wird (15):

Voraussetzung für die Angabe der Höhe eines Risikos ist nach dieser Gleichung die quantitative Bestimmung der Größen der Risikofaktoren. Für häufig vorkommende technische Risiken läßt sich die Eintrittswahrscheinlichkeit aus der Schadenshäufigkeit vergangener Ereignisse extrapolieren. Das Schadenvolumen kann im einfachsten Fall durch einen Geldbetrag für die Beseitigung des Schadens oder durch andere objektivierbare Größen wie z.B. die Zahl an Todesfällen von Menschen oder der als "Risikokollektive" definierten Lebewesen angegeben werden. Für die übersichtlichsten und durch finanziellen Einsatz regulierbaren Fälle technischer Risiken wird damit sogar eine streng rationale Optimierung des Mitteleinsatzes für ihre Minderung durch ein Risikomanagement möglich (16).

Bei fehlenden Erfahrungen über vergangene Schadensfälle muß das Risiko über wissenschaftlich - analytische Verfahren ermittelt werden. Dabei spielen Methoden der Fehlerbaumanalyse und Ereignisbaumanalyse die wichtigste Rolle. Die präzise, oder plausibel probabilistische Ausfüllung des technischen Risikobegriffs stößt schon bei Analyse eines Unfallgeschehens in komplexen Anlagen an ihre Grenzen. Die Anwendbarkeit des angeführten Risikobegriffs im strengen Sinn endet dort, wo es nicht mehr möglich ist, Schadenswahrscheinlichkeiten und -höhen objektivierend zu bestimmen und das Risikomanagement anhand ökonomischer Größen für den Schadensausgleich (und der Festlegung von Versicherungsprämien) zu optimieren. Für die hier zu betrachtenden Risiken ist die Herausforderung des versicherungsmathematischen Risikobegriffs in seinen rigorosen Anforderungen an die wissenschaftliche Präzision der Risikoanalyse zu sehen. Unter dem Anspruch, mit grundsätzlich überprüfbaren Wahrscheinlichkeiten und in Geldwert ausdrückbaren Schadenshöhen zu operieren,, sind die Art der analytischen Datengrundlagen und der induktiven Schlußfolgerungen darzulegen. Schließlich wird eine systematische Trennung zwischen wissenschaftlicher Vorgehensweise und der Einbeziehung von Werteurteilen nahegelegt. Strukturell ist mit der Verknüpfung von Wahrscheinlichkeiten und dem Schadensausmaß auch eine gewisse Übereinstimmung mit allgemeinen Urteilen über Risiken vorhanden.

Die Eindeutigkeit und wissenschaftliche Durchdringung des Risikobegriffs werden schließlich durch die anfangs genannten erweiterten Zielvorstellungen beeinträchtigt. Auch seine wissenschaftliche Explikation führt dann zu einer nicht präzise begrenzbaren Größe in einem mehrdimensionalen Faktorenraum, deren weitgehende Analogisierbarkeit zu den oben angeführten allgemeinen Vorstellungen über Risiken jedenfalls nicht in erster Linie aus einem Anpassungsprozeß an diese Vorstellungen folgt (5,6,9).

Im allgemeinen Sprachgebrauch werden Differenzierungen unterschiedlicher Risiken und ihrer Beherrschung vorgenommen. Eine abnehmende Präzision der Beschreibbarkeit oder der Ermittlung von Wahrscheinlichkeiten und Schadenshöhen wird dann etwa in folgender Stufung angesprochen:

Gefahr/Gefährdung	=	Gefahrenabwehr
Risiko	=	Risikomanagement
theor./hypothetisches Risiko	=	Risikovorsorge
Restrisiko	=	Akzeptanz, Vermeidung ("Ausstieg")
Unbekanntes Risiko	=	Akzeptanz, Vermeidung, Identifizierung

Wie angedeutet entsprechen den Arten der Risiken in nicht eindeutiger Weise auch verschiedene Formen der Abwehrmaßnahmen und Umgangsweisen.

Mit der juristischen Präzisierung der Begriffe müssen die Intentionen des Gesetzgebers hinsichtlich der Art der mit einem Gesetz zu beherrschenden Risiken und der verbindlichen Abwehrmaßnahmen festgelegt werden. Insbesondere dort, wo es um die vorsorgliche Abwehr nicht vollständig bekannter Risiken geht und Interpretationsspielräume hinsichtlich zu berücksichtigender Verletzungen von Schutzgütern bestehen, werden Reichweite und Durchsetzung der rechtlichen Regelungen wesentlich von der Interpretation der Risikobegriffe und mit ihnen zusammenhängender Abwägungen bestimmt (17). In der Tabelle 1 werden die Faktoren zusammengestellt, die die Genauigkeit und Eindeutigkeit der Elemente einer wissenschaftlichen Risikobeschreibung und -ermittlung beeinflussen.

Es dürfte ein gesellschaftlicher Konsens darüber bestehen, daß rechtliche Regelungen des Umgangs mit modernen Technologien sich nicht auf die Abwehr aktueller, durch negative Erfahrungen konkretisierter Gefährdungen des Menschen beschränken sollten. Erfahrungen aus der Aufdeckung unbekannter Schädigungspotentiale zunächst als unbedenklich angesehener Umweltchemikalien, wie der Fluorkohlenwasserstoffe, legen einerseits vielleicht die Skepsis über unsere Fähigkeit zu angemessener Vorausschau und vorsorglicher Risikobewältigung nahe. Sie erlauben andererseits aber auch einige produktivere Schlußfolgerungen (18-20).

Das wissenschaftliche Neugier-Interesse von Individuen führt zu neuen Kenntnissen über Mechanismen von Schutzgüterverletzungen. Ihre Umsetzung und die Erweiterung des Schutzgüter-Katalogs (Ozonschicht der Stratossphäre) erfolgt in einem komplizierten und langwierigen politisch-gesellschaftlichen Prozeß, in dem wiederum Engagement, Verantwortungsbewußtsein und Durchsetzungskraft einzelner Personen häufig von herausragender Bedeutung sind. Neuartige Risiken entziehen sich eher der Erfassung in bewährten, auf definierte Risikoszenarien abgestimmten, und in abgegrenzten Zuständigkeiten organisierten Verfahren. Es kann versucht werden, die Weiterentwicklung und angemessene Anwendung von Kriterien und Prüfkatalogen in eine flexible, den heterogenen Anwendungsfällen moderner Technologien umfassend gerecht werdende Regulierung zu integrieren. Mit dem teilweisen Verzicht auf allgemein gültige Prüfkataloge müßte aber eine abnehmende Berechenbarkeit von Zulassungsanforderungen in Kauf genommen werden. Eine Flexibilisierung von Zulassungsanforderungen sowie die offene Einbeziehung von Werte- und Güterabwägungen in Sachentscheidungen setzte weitere Veränderungen auf Seiten der staatlichen Regulierung ebenso wie ein gewandeltes Rollen- und Selbstverständnis bei den Trägern der technologischen Entwicklung im Wirtschaftsgeschehen voraus (21,22).

Wissenschaftlich drängt sich aus den o. a. Erfahrungen noch folgende Folgerung auf:

Für alle Produkte menschlichen "Stoffwechsels" empfiehlt sich eine umfassende Bewertung ihrer möglichen Wechselwirkungen in den die Biosphäre beeinflussenden Kompartimenten. Dabei sollten Expositionsabschätzungen nicht vorschnell den Verbleib in abgeschlossenen "Endlagern" ("sinks") ohne weitere Einwirkungen unterstellen.

Wesentliche Aussagen des Gentechnikgesetzes beleuchten eindrucksvoll seine Anforderungen an eine vorsorgliche Risikoidentifizierung und -beherrschung nach dem Stand der Wissenschaft, eher weniger die Abwehr bereits bekannter Gefährdungen. Im folgenden soll kurz dargestellt werden, in welcher Weise diesen Zielen durch die Strukturierung und sachliche Ausführung einer Risikoanalyse genügt werden kann. Risikoanalyse wird als Modellbildungsprozeß beschrieben, der auch die Auswahl relevanter experimenteller Verfahren zur Erweiterung der Datenbasis für Extrapolationen steuern kann. Belastungs- und Wirkungsgrößen werden in Anlehnung der Strukturierung an die Ermittlung der von Schadstoffen ausgehenden Risiken unterschieden und es wird kurz auf Bewertungsfragen und ein davon abhängiges Risikomanagement eingegangen.

Die Anwendung biologischer Schädlingsbekämpfungsmittel wird als besonders geeigneter Beispielfall für Teilaspekte der Einschätzung ökologischer Risiken herangezogen. Eigene Forschungsarbeiten werden kritisch auf ihren Stellenwert hinsichtlich der Risikobeurteilung untersucht, um Schlußfolgerungen für die Prioritätensetzung beim Einsatz weiterer Forschung zur Verbesserung der Datenbasis vorzuschlagen.

Für alle Verfahren der Risikoabschätzung ist die theoretische Modellierung der Struktur von Relationen zwischen Risikoquellen (hier: gentechnisch veränderte Organismen, GVO) und Schutzgütern der entscheidende Ausgangspunkt. Jede Risikobeurteilung ist als Interpretation einer solchen Modellierung anzusehen. Die explizite Formulierung der Struktur ist hilfreich, um Übereinkünfte über die einer Risikoanalyse zugrundezulegenden Annahmen (Denkmodelle) zu erzielen. Objekte dieser theoretischen Struktur stellen dann die betrachteten Größen und die zwischen ihnen angenommenen Zusammenhänge dar.

Eine explizite Formulierung theoretischer Konzepte ist schon bei relativ einfachen Zusammenhängen zwischen dynamischen Größen für das Verständnis der zeitlichen Veränderung eines Systems unverzichtbar und ermöglicht auch bei komplizierten Vernetzungen einen Blick auf Gesamtzusammenhänge, ohne Verzicht auf die Einbindung der Kenntnisse spezifischer Details (23).

Mit einer durchschaubaren Modellierung der einbezogenen Größen und Zusammenhänge in einem Risikokonzept können die zugrundegelegten Parameter und Gesetzmäßigkeiten und ihr Einfluß auf die Risikobewertung quantitativ oder qualitativ überprüft werden. Konflikte mit empirischem Erfahrungswissen machen die jedem Modell innewohnenden Grenzen deutlich und können seine Veränderung veranlassen. Eine "Gewichtung" von Einzelfaktoren einer umfangreichen Liste ("laundry list", 23) von Kriterien (etwa der Kritierien im Anhang II der Gentechnik-Verfahrensverordnung für die Freisetzung und das Inverkehrbringen) muß rationalerweise aus der Struktur ihres möglichen Einflusses auf eine Schutzgüterverletzung resultieren. Speziell die Bewertung von Merkmalen lebender Organismen als Risikofaktoren erhält sonst einen Grad von Beliebigkeit, der es weder ermöglicht, Sicherheitsexperimente sinnvoll zu planen oder zu interpretieren, noch eine Aussage darüber zu treffen, an welcher Stelle denn Maßnahmen des Risikomanagements zur Erhöhung der Sicherheit sinnvoll und ökonomisch einzusetzen seien.

Als kritischster Schritt einer Risikoanalyse bei den im Detail unbekannten Risiken der Anwendung von GVO ist die Risikoidentifizierung anzusehen. Dabei müssen die verfügbaren Daten über den veränderten Organismus und seine Wechselbeziehungen zur Umwelt eingesetzt werden, um die für unerwünschte Auswirkungen auf Schutzgüter erkennbaren kausalen Verknüpfungen (als "Risikoszenarien") herauszuarbeiten. Eine imaginative, aber durch Kenntnisse angemessen gesteuerte Auswahl, der als relevant angesehenen Risikoszenarien muß damit eine zielgerichtete fallbezogene theoretische Modellierung des Erfahrungswissens leiten. Eine derartige Strukturierung muß in angemessener Weise eine Auswahl aus einem nicht abzählbar vielfältigen Repertoire an Wechselwirkungen und Variabilitäten vornehmen, um die Art der Verknüpfung von aktuellen Kenntnissen über Organismen und ihren gentechnischen Veränderungen mit Wirkungen auf die Schutzgüter fallspezifisch zu untersuchen und zu bewerten.

Nur auf diese Weise können die Vielfalt möglicher "Belastungs"-Routen und Effekte auf die Umwelt für eine Analyse angemessen eingeschränkt und auch die in der Analyse nicht enthaltenen Risikowahrnehmungen offengelegt werden. Der Bedarf an zusätzlichen empirischen Daten sollte damit grundsätzlich durch die Bewertung ihres möglichen Beitrags zur Aufdeckung relevanter Ausbreitungswege und Auswirkungen gesteuert werden. Die Wahl experimenteller Untersuchungsverfahren zur Ergänzung der Wissensbasis kann evtl. eine eher ungezielte Suche nach sicherheitsrelevanten Effekten einschließen, wenn Vielfalt und Komplexität möglicher Wechselwirkungen und ein fehlender Erfahrungshintergrund eine solche Vorgehensweise vielleicht nahelegen.

Einzusetzende experimentelle Untersuchungsverfahren spiegeln vielfach Teilaspekte der Eigenschaften von Organismen und ihrer Beziehungen zur Außenwelt modellhaft wider. Als "Modellsysteme zur Risikoermittlung" können also sowohl theoretische Modellierungen wie auch experimentelle Untersuchungsverfahren angesprochen werden, wie in der folgenden Übersicht angedeutet.

Theoretische Modelle, Modellierungen repräsentieren Annahmen und Kenntnisse über die Komponenten eines Untersuchungsgegenstandes und deren Zusammenwirken. Ihre Qualität kann daran gemessen werden, inwieweit sie theoretische Vorhersagen über Veränderungen bei Variation einzelner Komponenten oder Relationen ermöglichen, die mit Beobachtungen übereinstimmen. In vielen biologischen Teildisziplinen kann die mathematische Modellierung als Kriterium für das Verständnis der Abhängigkeiten dynamischer Vorgänge von bekannten Wechselwirkungen angesehen werden (Dynamik von Stoffflüssen, Populationsgenetik, Epidemiologie, Optimierung biotechnischer Verfahren).

Experimentelle Modellsysteme stellen Anordnungen dar, die definierte Teilaspekte von untersuchten Eigenschaften und Wechselwirkungen modellhaft qualitativ oder quantitativ repräsentieren. Beispiele sind Batch- oder kontinuierliche Kulturen für Vermehrungsparameter von Mikroorganismen, geeignete (tierische) Pathogenitätsmodelle für die Krankheitsauslösung durch bestimmte Pathogene, zelluläre und Tier-Modelle für Toxizitätsprüfungen, etc.. Eine definitorische Abgrenzung gegenüber Mikrokosmen wäre willkürlich und wird nicht vorgenommen (24).

Mikrokosmen spiegeln Teilbereiche der Wechselwirkungen in der Umwelt in kontrollierter experimenteller Anordnung wieder. Sie können als teilrealistischer Ausschnitt aus der Umwelt angesehen werden. Die Abstimmung kontrollierter und nicht kontrollierter Parameter mit natürlichen Verhältnissen sowie das Ausmaß, in dem sie die Vielfalt und Heterogenität bestimmter Habitate widerspiegeln, sind je nach Fragestellung sehr verschieden ausgeprägt (25, 26).

Mit der Strukturierung wird schließlich auch eine angemessene Vergleichbarkeit von Risikoparametern möglich, die für eine Risikobewertung unumgänglich ist. Die Herstellung einer Vergleichbarkeit unterschiedlicher Risiken und der Akzeptanz eines auf diese Weise erzeugten Maßstabes wurde schon als das wichtigste Anliegen einer Risikoforschung und -kommunikation angeführt.

3.2 Strukturierung der Risikoanalyse mit Organismen als möglichen Risikoquellen.

Für eine Verständigung über Arten und Höhen der zu untersuchenden Risiken müssen spezielle Risikowahrnehmungen und bestimmte Wirkungen auf enger definierte Schutzgüter erfaßt und bewertet werden. Ohne eine derartige Präzisierung von betrachteten Risikoquellen und der zu analysierenden Schutzgüterverletzungen fehlt eine angemessene Grundlage für eine Konsensbildung über notwendige Abwägungen gegenüber anderen Risiken.

Sollen die Risiken beim Umgang mit GVO aus naturwissenschaftlicher Perspektive analysiert werden, so müssen diese zunächst als - mögliche - Risikoquelle charakterisiert werden. Ebenso wichtig ist die Anführung und Präzisierung der betrachteten Schutzgüter oder Schutzziele, mit der festgelegt werden muß, welche Art an Einwirkungen als eine Beeinträchtigung zu gelten hat. Mit der Untersuchung und Modellierung von Ausbreitungs- und Transportvorgängen können die Gesetzmäßigkeiten strukturiert werden, die mit der Abschätzung von Expositionswahrscheinlichkeiten und -höhen im Normalzustand oder Störfall die "Belastung" der Schutzgüter bestimmen. Schließlich sind die Auswirkungen (Effekte) einer Belastung auf die Schutzgüter zu ermitteln. Bekannte Dosis-Wirkungsbeziehungen und die Kenntnis der Mechanismen möglicher Wechselwirkungen zwischen Risikoquelle und Schutzgütern bestimmen die Genauigkeit dieser Aussage. Belastungen und Effekte können mit quantitativen und qualitativen Meßgrößen oder Vorhersagen am ehesten als objektivierbare Vergleichsmaßstäbe für Risikogrößen dienen. Eine Bewertung der Effekte hinsichtlich ihrer Schädlichkeit sollte unabhängig von ihrer Bestimmung nach Art und Ausmaß gesondert durchgeführt werden, weil hier verstärkt spezifische Einschätzungen und Werteurteile zum Tragen kommen. Wenn bisher unbekannte Effekte aufgedeckt werden, kann das auch zu einer Modifizierung der Schutzziele führen und damit zu einer Veränderung oder Präzisierung ihrer Definition beitragen.

Die bisher gebrauchte Unterscheidung von Risikoquelle ("risk source"), der Belastung ("exposure") und der Auswirkungen ("effects") ist bei der Systematisierung der Analyse von Risiken, die eine "Freisetzung" schädlicher Stoffe durch normalen Gebrauch oder ein Unfallgeschehen begleiten, eingeführt und gebräuchlich. Mit der Übernahme dieser Begrifflichkeit wird ein erster Schritt der Strukturierung der Risikoanalyse getan. Die Anlehnung an diese Systematisierung bei dem Einsatz gentechnisch veränderter Organismen erweist sich durchaus als fruchtbar bei dem Versuch, die Leistungen und Eigenschaften von Lebewesen (Habitatselektion, Veränderung, Vermehrung und die Einbettung in ökologische Zusammenhänge) in eine quantitative Risikoeinschätzung einzubeziehen. Es wird dabei auch deutlich, welchen gegenwärtigen und möglicherweise grundsätzlichen Einschränkungen wir bei der Suche nach quantifizierbaren Beschreibungs- und Prognosemöglichkeiten für Risiken bei dem Umgang mit Lebewesen gegenüberstehen.

Hier kann zunächst dem Schema aus einer vielzitierten Publikation gefolgt werden (27, Abb. 2). Diese kommt in ihrer zusammenfassenden Beurteilung zu einer eher optimistischen Einschätzung der grundsätzlichen Möglichkeiten quantitativer Risikoanalyse, auch wenn noch zahlreiche Unzulänglichkeiten des Wissens und Forschungsbedarf für ein Erreichen dieser Zielvorstellung formuliert werden.

Abb. 1: Schema für die Risikoanalyse bei "Freisetzungen" von gentechnisch veränderten Mikroorganismen (27). Mit der Analyse der Gefahrenquelle sind alle (sicherheitsrelevanten, für Belastungen und/oder Effekte wichtigen) Merkmale des GVO und die Menge der beabsichtigt, im Normalbetrieb oder durch ein Unfallgeschehen "freigesetzten" GVO zu erfassen. Auf die Zusammenhänge zwischen Belastungsgrößen wird im Text ebenso wie auf die Auswirkungen eingegangen. Hier ist die Etablierung als die für Auswirkungen entscheidende Größe hervorgehoben.

Die Prognose des Schicksals von Organismen - oder ihrer gentechnischen Veränderung - in der Umwelt erfordert die Einbeziehung von

Hier sind Überleben und Vermehrung wegen der Vielfalt möglicher Lebensräume (Habitate) besonders schwierig quantitativ zu erfassen. Eine Vermehrung kann grundsätzlich die "Belastung" mit einem Organismus nahezu unabhängig von der Größe der ursprünglichen Menge an "entkommenden", entlassenen oder freigesetzten Organismen machen. Die Ausbreitung von Krankheitserregern bietet hier ein illustratives Analogbeispiel.

Die Übertragung von Genen, die beim horizontalen Gentransfer unter Bakterien (durch Transformation, Transduktion und Konjugation) eine teilweise ausgeprägte Unabhängigkeit von Artengrenzen hat, bringt diese in einen neuen biologischen Hintergrund. Damit kann ihre weitere, sekundäre, Ausbreitung neuen Gesetzmäßigkeiten unterliegen, die zunächst als schwierig kalkulierbar erscheinen. Die Verknüpfung der Größen in Abb.1 deutet Abhängigkeiten an, ohne daß hier im Detail darauf eingegangen wird (28).

Sicherheitsforschung hat bisher einen ausgeprägten Schwerpunkt bei der Entwicklung und Anwendung von Nachweisverfahren für veränderte Organismen und ihre "neuen" Gene für das Monitoring des Verbleibs in der Umwelt gehabt (29). Nach wie vor ist der Datenbedarf für eine angemessene Prognose der Etablierungschancen, als der für Belastungsaussagen wichtigsten Größe, wissenschaftlich nicht geklärt.

Als Risikomanagement hat bei der Arbeit in geschlossenen Anlagen die Einschränkung der Ausbreitung des Organismus (und evtl. seiner gentechnischen Veränderung) durch sog. biologische Sicherheitsmaßnahmen und die Herabsetzung, Minimierung oder Verhinderung des Außenweltkontaktes durch physikalische Maßnahmen und Inaktivierungen einen entscheidenden Stellenwert. Diese Maßnahmen sind grundsätzlich auch einsetzbar, um mit einem Risiko von relativ unbestimmter Höhe umzugehen. Als Beherrschungsinstrument bleibt die Perfektion der Einschließungsmaßnahmen je nach Risikowahrnehmung prinzipiell aber immer kritisierbar (30,31).

Das Konzept ist grundsätzlich auf die Durchführung von kleinen Freilandversuchen bei der "Freisetzung" übertragbar. Auch hier lassen sich sowohl für Feldversuche mit Pflanzen wie mit Mikroorganismen Maßnahmen entwerfen, die ein "Entkommen" der Versuchsorganismen oder vermehrungsfähiger Anteile (Pollen, Samen, vegetativ reproduktionsfähige Pflanzenteile etc.) mehr oder minder gut beherrschen (32). Gegenwärtige Freisetzungsversuche in Deutschland sind durch die relativ strikten Eingrenzungsmaßnahmen gekennzeichnet, die trotzdem vielerorts als zu unvollkommen kritisiert werden. Die Abbildung 2 stellt die Analogisierung der Gestaltung von Feldversuchen mit dem geschlossenen System gentechnischer Anlagen symbolisch dar.

Abb. 2: Abgrenzung von Freisetzungen in Form kleiner Feldversuche vom Kontakt mit der Umwelt durch Sicherheitsmaßnahmen. Analogie zum "geschlossenen System" bei der gentechnischen Arbeit in Anlagen (Streifen mit Fangpflanzen für Pollen, Sicherheitsabstände, Einzäunungen zur Verhinderung von Transportvorgängen, Kennzeichnung etc. sind hier einsetzbar).

Von der Sicherheitsphilosophie des stufenweisen Vorgehens her stellt das Stadium kleiner Feldversuche bei "Freisetzungen" gewöhnlich aber nur einen Übergang zu weniger oder nicht mehr begrenzten Versuchen und der Vermarktung dar. Eingrenzungsmaßnahmen sollen dabei ausschließlich verbliebene Unsicherheiten hinsichtlich der Abwesenheit irgendwelcher Risiken auffangen, während Beobachtungsdaten die Erfahrungsbasis für die Entscheidung über eine nicht mehr begrenzte offene Verwendung der veränderten Organismen erweitern sollen.

Hier wird der kritische Einwand vorgebracht, die Art der Versuchsabgrenzung ermögliche es gerade nicht, relevante Auswirkungen bei einer umfangreichen unkontrollierten Umweltanwendung zu antizipieren. Mit diesem Argument wird dann leicht der Blick für die Frage verstellt, in welcher Weise denn unsere Datenbasis für eine vorausschauende Risikoanalyse zu verbessern sei, um die gewünschten Extrapolationen vorzunehmen. Die Erfahrung einer Realisierung unerwünschter Einwirkungen soll ja gerade nicht die Grundlage für Entscheidungen sein. (Mit "Restrisiken" läßt sich dann kaum wissenschaftlich, sondern nur argumentativ mit Abwägungen durch Analogisierungen und mehr oder weniger angemessenen Vergleichen umgehen.)

Die umfassende Anführung von Schutzzielen im GenTG zusammen mit dem Anspruch der vorsorglichen Risikobeherrschung (§§1, 6 u. 7) erfordert die Identifizierung, Analyse und Bewertung aller für spezielle Anwendungen charakteristischen Effekte auf Lebewesen, Sachgüter und den Naturhaushalt. In diesem Beitrag werden ausschließlich die unmittelbaren oder mittelbaren Einwirkungen auf die im Gentechnikgesetz genannten Schutzgüter aus naturwissenschaftlicher Sicht behandelt. Nicht zu bezweifeln ist aber, daß die Analyse und Bewertung von (indirekten) durch die Ausprägung der menschlichen Zivilisation vermittelter Wirkungen auf die menschliche Lebensqualität - Wirtschaftsweisen, soziale Strukturen, Arbeitsmarkt, Dritte Welt etc. - beispielsweise durch die Produkte der Technik ein legitimes Anliegen einer umfassenderen Interpretation von Risikoanalysen und Technikbewertungen ist. Möglicherweise liegt in den hier angesprochen Risikowahrnehmungen auch der tiefere Grund für eine verbreitete Skepsis gegenüber der Gentechnikanwendung, der auch mit den gründlichsten wissenschaftlichen Analysen allein nicht Rechnung getragen werden kann (33).

Die Bewertung von Risiken wird immer, je komplexer sie zusammengesetzt sind und je weniger allgemein akzeptierte gültige Vergleichsmaßstäbe als Meßlatten für unpräzis zu ermittelnde naturwissenschaftlich faßbare Risiken existieren, - implizit oder explizit - ein Urteil über solche Wirkungen enthalten. Die Rationalität der Verfahren kann dann daran gemessen werden, wieweit eine Trennung der verschiedenen Arten von Risiken und der Bewertungsziele durchgeführt wird. Die spezielle Qualität wissenschaftlicher Untersuchungen begrenzter Schutzzielgefährdungen mit ihrem Grad an Objektivierbarkeit von Erkenntnissen und der Wahrnehmung ihrer Grenzen sowie die sachliche Urteilskompetenz von (natur-) wissenschaftlichen Experten wird in Verfahren dann umso eher den ihr angemessenen Stellenwert erhalten, je mehr diese als umfassenderer Bewertungsprozeß aller als relevant angesehenen Folgewirkungen angelegt ist (34).

Mit Ausnahme direkter Auswirkungen (z.B. synthetisierter Produkte) resultieren alle Auswirkungen - Ausprägung von Pathogenität, andere Effekte auf Organismen, Auswirkungen auf den Naturhaushalt - aus der mit Einbürgerung (Etablierung) und Vermehrung strikt korrelierten Aktivität von Organismen. Diese Voraussetzung gilt in gleicher Weise für mögliche Auswirkungen der hier speziell zu betrachtenden gentechnisch übertragenen Veränderung. Die Verwerfung begründeter Hypothesen einer möglichen Etablierung von Organismen mit der jeweiligen gentechnischen Modifizierung in der natürlichen Umwelt macht die wichtigsten Szenarien unerwünschter Eingriffe in den Naturhaushalt gegenstandslos.

Nicht zu unterschätzen ist hier aber der Anspruch der mit einer konsequenten Analyse der Möglichkeit indirekter Effekte einer Etablierung der gentechnischen Modifizierung einzulösen wäre: es sind hier Elemente einer Evolutions-Vorhersage enthalten, die mit der Bestimmung einer Etablierungsfähigkeit einer gentechnischen Veränderung in neuen Organismen verbunden sind. Dabei sind sowohl die Kenntnisse über die Wechselwirkungen des Genproduktes in Organismen und der Umwelt und ihr Effekt auf die Konkurrenzfähigkeit von Organismen wie auch die Modellierungen der Populationsbiologie und -genetik einzubeziehen.

Die Etablierung eines GVO oder seiner gentechnischen Veränderung in der natürlichen Umwelt ist nur bei gentechnischen Arbeiten in Anlagen eine nicht intendierte Folge. Sie verändert in jedem Fall die Zusammensetzung mikrobieller Populationen und auch Materie- und Energieflüsse durch das Ökosystem im Detail. Falls es bestimmte mit dieser Etablierung zu korrelierende Effekte gibt, die entweder aus Beobachtungsdaten von Experimenten oder plausibel aus gegenwärtiger wissenschaftlicher Kenntnis ableitbar sind, muß eine Bewertung Maßstäbe dafür bereithalten, ob und in welchem Maß wir diese Auswirkungen als Risiko für Lebewesen, Sachgüter oder Umwelt anzusehen haben. Wenn nicht jeder Effekt sozusagen "vorsorglich" als schädlich angesehen werden soll, sind hier sicher natürliche Schwankungsbreiten und übliche human verursachte Veränderungen als Maßstab einzusetzen. Die Formulierung angemessener Maßstäbe muß auch als Problem der Präzisierung der Schutzgüterdefinition angesehen werden.

Die Anwesenheit von GVO oder gentechnisch veränderter DNA in irgendwelchen Organismen in der Umwelt ist nur dann unterschiedslos als negativer Effekt einer "Umweltverschmutzung" anzusehen, wenn sie konsequent als Schadstoff und Risikoquelle definiert werden. Diese Bewertung wäre kaum mit dem Willen des Gesetzgebers in Einklang zu bringen und würde mindestens die "Entlassung" aus Anlagen sowie Freisetzungen und das Inverkehrbringen als unverantwortlich charakterisieren. Angesichts der Dynamik und Offenheit natürlicher Evolutionsvorgänge erscheint es dem Autor als kurzsichtig oder unredlich, bei einer umfangreichen Anwendung von GVO in der menschlichen Umwelt von einer vollständigen Beherrschbarkeit und Kontrolle ihrer Abgrenzung vom übrigen Naturgeschehen auszugehen (43).

Nur mit der Bewertung anhand sensitiver Vergleiche mit natürlichen Verhältnissen in Ökosystemen läßt sich mit der mittelfristig vorauszusehenden Etablierung gentechnischer Veränderungen in Organismen unserer Umwelt rational umgehen.

Hinsichtlich der Analyse möglicher Auswirkungen ist die Unterscheidung von Effekten hinsichtlich des Beobachtungsrahmens, innerhalb dessen sie auftreten oder beobachtbar werden, sinnvoll. Dabei können folgende Effekte unterschieden werden:

4.2.1 Auswirkungen auf den Menschen, einzelne Organismenarten oder bestimmte Gruppen

Testverfahren für Effekte auf Ziel- und Nichtzielorganismen oder sog. "Schlüsselarten" sind für die Ermittlung sowohl pathogener, toxischer oder allergener Wechselwirkungen als auch ökotoxikologischer Wirkungen einsetzbar. Mit diesen Verfahren läßt sich am ehesten die für eine quantitative Risikoanalyse gewünschte Beziehung zwischen Dosis und Effekten ermitteln, die nur im einfachsten Fall eine direkt proportionale Beziehung zwischen der Belastung und der Wirkung zeigt (Toxizität von Organismenbestandteilen oder Stoffwechselprodukten).

Für die Auslösung eines schädlichen Effektes muß häufig ein Schwellenwert überschritten werden, dessen Größe durch den Schadensmechanismus oder die Grenzen der Beobachtungsgenauigkeit bestimmt sein kann. Für stochastische Prozesse gilt dagegen, daß kein Minimalwert für die schadensauslösende Konzentration oder Menge eines Agens existiert. Beispiele dafür sind genotoxische - oder krebsauslösende - Wirkungen von Chemikalien oder Strahlungsarten. Für toxikologische Prüfungen ist die LD50 ein charakteristischer quantitativer Parameter, bei der Pathogenität die minimale Infektionsdosis. Die wirkungsmechanistische Interpretation dieser Größen ist nicht trivial. Je nach Wechselwirkung (Absättigung von Wirtsabwehrfunktionen, Etablierungschance in Konkurrenz zu Kommensalen) sind eher stochastische Prozesse oder ein Schwellenwertkonzept als Erklärungsmodell zutreffend.

Für die Untersuchung der Effekte von GVO haben die hier angesprochenen Testverfahren den Vorteil, daß bei der Planung die (molekular)biologischen Kenntnisse über die Wechselwirkungen des Wirtsorganismus und die jeweiligen Spezifitäten des neusynthetisierten Produktes einbezogen werden können (24).

Hierunter können alle Einwirkungen auf Sachgüter und die Struktur und Funktion von Ökosystemen zusammengefaßt werden. Mit Struktur ist dabei die Zusammensetzung nach Zahl und Arten an Organismen gemeint, während die Funktion makroskopisch mit den Stoff- und Energieflüssen beschreibbar ist, aber im Detail auch speziellere Wechselwirkungen der Organismen mit anderen lebenden und unbelebten Bestandteilen der Umwelt umfaßt.

Diese indirekten, kaum kausalanalytisch zu erfassenden Wirkungen sind in Modellökosystemen (Mikrokosmen) prinzipiell einer Untersuchung zugänglich. Bei deren Gestaltung ist häufig der Versuch charakteristisch, auch die Auswirkungen zu erfassen, die sich erst in komplexen Zusammenhängen und möglicherweise auf einer gegenüber direkten Wirkungen erweiterten Zeitskala zeigen. Indirekte und zeitlich verzögert auftretende Wirkungen werden besonders von Ökologen immer als zu beachtend hervorgehoben.

"Ferner werden viele Arten ökologischer Effekte indirekt sein und einige Zeit bis zum Auftreten benötigen. Beispiele umfassen die Bioakkumulation, die Verdrängung von Arten, und Störungen geochemischer Stoffzyklen, die erst nach vielen Jahren chronischer Belastungen oder - in einigen Fällen - Jahre nach der Einführung einer neuen Art in einen neuen Lebensraum beobachtet wurden. Im Unterschied zu Effekten durch Chemikalien, können die direkten Effekte replizierender eingeführter Organismen nicht unbedingt mit der Zeit oder der Entfernung vom Ort der Primärbelastung abnehmen. Die Abwesenheit eines unmittelbaren negativen Effekts stellt nicht sicher, daß niemals irgendein Effekt auftreten wird" (Zit.: 35).

Kaskadeneffekte scheinen sich der Möglichkeit einer Analyse zu entziehen; gelegentlich wird bei näherer Betrachtung aber deutlich, daß bei gewissenhaftem Vorgehen bestimmte indirekte Wirkungen durchaus prognostizierbar sind. Trotzdem sind überraschende wie gegen die Intuition verstoßende Folgen damit nicht auszuschließen. Dazu soll noch das folgende Beispiel zitiert werden (36):

Ein Beispiel liefert ein Fall des WHO-Programms zur Bekämpfung von Insektenplagen. Dabei wurden große Mengen an Insektiziden in Borneo eingesetzt, um Hausfliegen zu bekämpfen. Die heimische Eidechsenpopulation konnte nicht unterscheiden zwischen Fliegen, die aus natürlichen Ursachen starben und daher als Nahrungsquelle sicher waren, und solchen, die dem Bekämpfungsprogramm zum Opfer fielen, und es nicht waren. Große Zahlen an Geckos starben durch den Verzehr der Fliegen und wurden als Fraß von Katzen dann diesen zum Verhängnis. Die mit dem Rückgang der Zahl an Katzen steigende Rattenplage führte zu verstärkten Verlusten bei gelagerten Lebensmitteln und schließlich auch zum Anstieg der von Ratten übertragenen Krankheiten mit Ausbrüchen von Lymphdrüsenfieber, das zum Problem der öffentlichen Gesundheitsvorsorge wurde. Eine derartige kausale Verknüpfung zwischen der Bekämpfung von Insekten und dem Ausbruch ansteckender Krankheiten erscheint als kaum prognostizierbar.

Die folgende Anführung von Gefahrenmomenten bei der Umweltverwendung von gentechnisch veränderten Organismen aus ökologischer Perspektive folgt der vielzitierten Publikation der amerikanischen ökologischen Gesellschaft (35). Unter verschiedenen Gliederungsgesichtspunkten werden in anderen Veröffentlichungen ähnliche Gefährdungsmomente (hazards) angeführt (37). Hier genannte Beispiele konzentrieren sich auf Mikroorganismen.

Bei Mikroorganismen liegt zunächst die Pathogenität als Mechanismus möglicher Gefährdungen sowohl für Menschen wie für Tiere und Pflanzen in menschlicher Obhut oder in der Umwelt auf der Hand. Tatsächlich ist die Humanpathogenität der beherrschende Gesichtspunkt der Klassifizierung von Organismen in der Gentechik-Sicherheitsverordnung (GenTSV) und auch die Sicherheitseinstufung bezieht entscheidend die Herkunft von genetischen Determinanten nach diesen Klassifizierungen ein. Schließlich gingen Erfahrungen im Umgang mit natürlichen Pathogenen auch in die Gestaltung der Sicherheitsmaßnahmen der verschiedenen Sicherheitsstufen ein.

Je besser die Kenntnisse über pathogene Merkmale und Wechselwirkungen und der ihnen zugrundeliegenden genetischen Determinanten sind, desto eher sind auch Prognosen über die Effekte neuer Kombinationen auf die Ausprägung von Pathogenität möglich. Es ist eine eher triviale Vermutung, daß dabei kaum einfache allgemeine Regeln gültig sein können, was auch mit dem durch die Molekularbiologie wachsenden Verständnis für die Komplexität pathogener Wechselwirkungen und ihrer Regulation sachlich nachvollziehbar wird. Dies spiegelt sich auch in den Anforderungen an die Prüfung von Lebendimpfstoffen, die Gene aus unterschiedlichen Pathogenen enthalten.

Außer der direkten Modifizierung schädlicher Eigenschaften durch die gentechnische Veränderung, die für die Pathogenität angesprochen wurde, sind auch indirekte Effekte auf Populationen von Schaderregern durch Beeinflussung ihrer natürlichen Populationsdynamik denkbar. Mit der möglichen Übertragung von Resistenzen in Krankheitserreger, die ihre Bekämpfung durch Antibiotikatherapie kompromittierte, ist ein auch in den Vorschriften der GenTSV berücksichtigtes Beispiel genannt. Indirektere Wirkungen könnten dann ausgelöst werden, wenn Populationen natürlicher Gegenspieler von Schadorganismen - Konkurrenten, Prädatoren, Hyperparasiten - als Folge der Aktivität gentechnisch veränderter Organismen geschädigt würden.

In der Beeinträchtigung der Funktionalität von mikroökologischen Beziehungen (z.B. Besiedlungen von Tieren und Pflanzen, die durch kompetitive Ausschließung die Etablierung von Krankheitserregern verhindern), ist in gleichem Maße ein Risikopotential zu vermuten, wie in der nicht intendierten Verstärkung schädlicher Effekte, die Mikroorganismen als Pathogene oder etwa bei der Materialkorrosion und durch die Bildung von Biofilmen an den Produkten unserer Technik ausüben. Ein relativ beschränkter Kenntnisgrad fördert hier die Möglichkeit, daß relevante Einwirkungen übersehen werden.

Der zielgenaue Effekt ist bei der Umweltanwendung (Freisetzung) von Mikroorganismen ein wesentliches Kriterium ihrer Sicherheit. Dies gilt insbesondere bei dem Einsatz von (Mikro-)Organismen zur biologischen Schädlingsbekämpfung, deren Anwendungszweck ein schädigender Effekt auf eine Zielpopulation von Schaderregern ist. Ihre bisher eingeschränkte Verwendbarkeit kann evtl. mit Hilfe der Gentechnik verbessert werden (siehe 5.). Die effektive Begrenzung der Wirkung bei Organismen, die nicht bekämpft werden sollen, wird mit zunehmendem Einsatzumfang besondere Beachtung erhalten. Dabei kann nach einem stufenweisen Verfahren vorgegangen werden, das zunächst nur Kurzzeiteffekte mit großer Empfindlichkeit (z.B. durch die Wahl von Jugendstadien von Testorganismen) bei hohen Belastungen untersucht (38). Das eigentliche Problem der Planung angemessener Testverfahren dürfte in allen Fällen die passende Wahl - und Eingrenzung - von Testorganismen und Expositionsrouten sein. In welcher Weise hier die Expositionsmöglichkeiten von Organismen in der Umwelt, die Wirtsbeziehungen des Ausgangsorganismus, soweit bekannt, und insbesondere die Art der gentechnischen Modifizierung eingehen müssen, ist als weitgehend offene Fragestellung für produktive Lösungsansätze anzusehen.

Unerwünschte Veränderungen von natürlichen Gemeinschaften - Negative Effekte auf Ökosystem-Eigenschaften

Mit diesen Effekten betreten wir, insbesondere in Bezug auf Mikroorganismen, ein "weites Feld", das von der bisher stark eingeschränkten Kenntnis der Funktionsweise mikrobieller Ökosysteme, ihrer Beziehung zu Makroorganismen und daraus resultierend von einer gewissen Willkür bei der Definition eines "schädlichen Effekts" in der allgemeinen Diskussion geprägt ist.

Auch auf der Ebene der Makroorganismen ist die Funktion und Organisation von Ökosystemen und Lebensgemeinschaften insgesamt wenig verstanden, was beispielsweise zu der geringen Fähigkeit führt, die Etablierung und Effekte eingeführter "exotischer", für das Ökosystem fremdartiger, Organismen mit einiger Sicherheit vorherzusagen (39). Es läßt sich sagen, daß die Gentechnik eine besondere Herausforderung an die Ökologie zur Entwicklung prädiktiver Theorien und Modelle enthält. Von realitätsbezogenen Modellierungen könnte gleichzeitig der verbesserte Einsatz beispielsweise von biologischen Bekämpfungsmaßnahmen profitieren. Parameter für die Modellierungen können aus Ergebnissen und Beobachtungsdaten von sorgfältig geplanten Feldversuchen auch mit natürlichen Organismen zur Verfügung gestellt werden, die auch für eine Kontrolle der Realitätsnähe der Modelle einsetzbar sind (40). Modellierungen zwingen dazu, das Ausbreitungsverhalten von Organismen in einheitlichem Zusammenhang zu sehen, wobei für gentechnisch veränderte Organismen eine Abschätzung von Selektionskoeffizienten und ihre Variabilität sowie von Genflußhäufigkeiten als wichtig angesehen werden. Von einem derartigen Vorgehen wird erwartet, daß die Risikoanalyse "über das Stadium eines blinden Ratespiels hinauskommt" (41).

Besonders bei Mikroorganismen sind mit Modellierungen und Vorhersagefähigkeiten nicht quasi automatisch Aussagen über Gefährdungen für Lebewesen und Umwelt verbunden. Die Definition von Überleben, Konkurrenzfähigkeit, Etablierung und Gentransfer als Risikoparameter ("hazards"), hinter denen ein prinzipiell nicht der Analyse zugängliches Gefahrenpotential durch Mutationen und andere Veränderungen mit unüberschaubaren Kausalitätsketten lauere, verstellt den Blick auf die eigentliche Frage nach der Art der mit diesen Parametern korrelierten Gefährdungen. Jedes Einsatzziel, das mindestens teilweise eine Ausprägung dieser Merkmale in Kauf nimmt oder voraussetzt, wird dann zum unverantwortbaren Vabanquespiel.

In der Folge dieses Ansatzes resultieren dann aus Modellierungen Empfehlungen wie die, für einen Einsatz in der Umwelt solle grundsätzlich ein möglichst hoher selektiver Nachteil der veränderten Mikroorganismen angestrebt werden, der durch ein entsprechend großes Inokulum kompensiert werden könne. (Die Ausstattung von mikrobiellen Mitteln mit sog. "Selbstmord"-Genen folgt dieser Philosophie (42). Gegen diese Strategie sind die wahrscheinlich inakzeptable Kompromittierung des Einsatzerfolges und die "Undichtigkeit" des Konzepts durch Mutationen als gewichtigste Argumente vorzubringen (43). )

Nicht jede "irreversible" Veränderung von Ökosystemen durch Eingriffe des Menschen kann als Gefährdung definiert werden, weil seine Aktivitäten unauflösbar mit dem geschichtlichen Ablauf der Evolution verbunden sind. Bei strenger naturwissenschaftlicher Analyse sind alle Vorgänge irreversibel und unterscheiden sich allenfalls im Grad ihrer Einflußnahme auf den geschichtlichen Prozeß.

Technisch gesehen, kann auch für mikrobielle Populationen festgestellt werden, daß jeder überlebende neueingeführte Organismus einen Effekt auf die Zusammensetzung und Funktion der "community" im Detail hat. Der Effekt der Anwesenheit eines neuen Organismus wird gewöhnlich in Verschiebungen der Häufigkeiten anderer Organismen resultieren. Jede eingeführte Art wird einen Einfluß auf den Energie- und Stofffluß durch das System und auch seine Zusammensetzung im Detail haben. Als offen erscheint allein die Frage, mit welchen Verfahren wir dies messen können (39,44).

Die Probleme schädigende Einflüsse auf mikrobielle Populationen zu definieren, resultieren einerseits aus der begrenzten Fähigkeit, ihre Zusammensetzung und Funktion präzise zu bestimmen, andererseits aus ihrer offensichtlichen Flexibilität gegenüber jeglichen Veränderungen von Umweltbedingungen. Die Risikoanalyse bei der Anwendung der Gentechnik kann als Herausforderung angesehen werden, angemessene Kriterien dafür zu entwickeln, welche Antworten im jeweiligen Spezialfall untersuchter Störgrößen als nicht akzeptable Schädigung der Zusammensetzung und Funktion aufgefaßt werden müßte (45). Hier kann rationalerweise die Vielfalt selektiver menschlicher Einflüsse auf mikrobielle Populationen nicht außer Acht bleiben und muß zur Etablierung von Maßstäben beitragen dafür, welche Veränderungen durch natürliche Pufferkapazitäten aufgefangen werden oder einer (gewünschten, akzeptablen) geschichtlich-evolutiven Entwicklung zuzuordnen sind. Vielleicht relativieren sich dabei Sorgen um eine unbeabsichtigte Schädigung mikrobieller Ökosysteme, deren lange evolutive Erfahrung ja Adaptationen an sehr unterschiedliche Habitatbedingungen hervorgebracht hat und die Ziele unserer Eingriffe und ihrer Folgen für die Umwelt des Menschen erhalten eine andere Gewichtung (33, s. Abb. 3).

Abb. 3: Einflußfaktoren auf (in beschränkter Auswahl und grober Rasterung aufgeführte) mikrobielle Populationen. Beispiele natürlicher und anthropogener "Störgrößen".

Die beabsichtigte Beeinflussung des Abbaus von Umweltchemikalien durch gentechnisch veränderte Mikroorganismen ist ein gutes Beispiel für den Einsatz genetischer Ökologie sowohl für die Optimierung dieser Anwendungsform wie für Ansätze zu einer Risikobewertung (46,47). Das Prinzip sowohl traditioneller Sanierungen wie beabsichtigter Anwendungen von gentechnisch veränderten Mikroorganismen ist die Erhöhung der Abundanz und/oder Aktivität solcher Gene, die für einen Abbau des Schadstoffes bis zu unschädlichen Endprodukten sorgen können. Dies kann entweder durch selektive Verstärkung (Vermehrung) vorhandener Genfrequenzen und -aktivitäten oder durch die Neueinführung von Mikroorganismen mit entsprechenden (gentechnisch modifizierten) Genen geschehen. Sehr konservative Kriterien der Störung mikrobieller Ökosysteme werden unter diesen Randbedingungen kaum als Risikomomente heranzuziehen sein. Beispiele für Schicksal, Vermehrung und Ausbreitung katabolischer Gene in natürlichen Populationen als Reaktion auf Schadstoffbelastungen können als normale Antworten mikrobieller Ökosysteme zur Orientierung für die Formulierung von Risikoszenarien dienen (48). Fragen der möglichen Akkumulation toxischer oder schwer abbaubarer Zwischenprodukte, die Ausübung von Hemmeffekten auf andere Abbauleistungen und die Regenerierung der Populationen für normale Funktionen (beispielsweise Bodenfruchtbarkeit, Pflanzenwachstum) sollten in einer Risikobewertung aller Eingriffsformen ein angemessenes Gewicht erhalten.

Unter diesem Punkt wird darauf hingewiesen, daß bei der Verwendung biologischer Funktionen in der Umwelt - wie beispielsweise der insektenspezifischen Bacillus thuringiensis-Toxine - auch die natürliche Entstehung von Resistenzen in Risikoüberlegungen einzubeziehen ist. Eine massierte Anwendung solcher Funktionen beschleunigt durch ausgeübte Selektionsdrücke die Durchsetzung und Vermehrung resistenter Populationen und kompromittiert den weiteren Einsatz dieser Funktionen. Es sind Strategien (Variation der räumlich-zeitlichen Ausdehnung des Selektionsdrucks, multiple Toxine) planbar, die eine verbesserte Nachhaltigkeit solcher Anwendungsformen stützen könnten.

Die gentechnische Veränderung mikrobiologischer Mittel zur Schaderreger-Kontrolle ist deshalb ein geeigneter Beispielfall für die Analyse und Bewertung ökologischer Auswirkungen, weil diese auch in den Zulassungskriterien traditioneller biologischer Bekämpfungsmittel eine wichtige Rolle spielen. Hier lassen sich also spezielle Gefährdungen, die mit der Anwendung der Gentechnik möglicherweise zusammenhängen, neben und gegenüber bisher beachteten Risiken herausarbeiten. Weil die Bekämpfung von Insektenpopulationen, deren Vermehrung mit menschlichen Produktionszielen konkurriert, in jedem Fall einen Eingriff in unbeeinflußtes Naturgeschehen darstellt, hält der Umgang mit natürlichen Mitteln schließlich auch einen in jedem Fall zu beachtenden Orientierungsrahmen für Bewertungsfragen bereit.

Biologische Schädlingsbekämpfung versucht, Schaderreger, die mit dem Menschen um die Nutzung der landwirtschaftlichen Produktion konkurrieren, durch Pathogene, Parasiten oder Freßfeinde zu kontrollieren. Ihre wesentlichen Prinzipien können in vier breite Kategorien unterteilt werden:

Typen biologischer Kontrolle von Schadinsekten durch Pathogene (Parasiten, Freßfeinde)

Klassische biologische Schädlingsbekämpfung hat häufig neue Feinde von Schadinsekten aus fremden Ökosystemen eingeführt. Zeugnisse über die relative Sicherheit dieses Vorgehens scheinen zu belegen, daß der Kenntnisstand über die Organismen und das Zielökosystem die Erfolgsrate der Einführung sogenannter exotischer oder nichtheimischer Organismen positiv beeinflußt. Gegenüber sonstiger Handhabung, bei der Einführungen meist weniger geplant erfolgen, waren diese Unternehmungen allgemein mit weniger unerwünschten Auswirkungen verbunden (40). - Mit der Gestaltung der Umwelt können den Kontrollorganismen Nischen für ihre Erhaltung und Vermehrung, gewöhnlich durch Refugien für ihre normalen oder alternative Wirte, zur Verfügung gestellt werden. - Eine Verstärkung des Infektionsdrucks ist für eine effektive Kontrolle häufig erforderlich, wenn die Vermehrungsdynamik der Schaderregerpopulation durch Nutzung reichhaltiger Ressourcen nicht durch die natürliche Populationsdynamik der Pathogene kompensiert werden kann. - Mit der überschwemmenden Einsatzstrategie wird schließlich eine so große Menge an biologischem Mittel ausgebracht, daß jeder Schaderreger durch seine infektiöse Dosis erreicht werden kann. Hier ist keine Vermehrung der Mittelkomponenten erforderlich und diese Einsatzform läßt sich deshalb am ehesten mit der Anwendung chemischer Mittel vergleichen.

Verstärkte Bemühungen um eine umweltverträgliche Landwirtschaft haben in den letzten Jahren internationale Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen für mikrobielle Mittel zunehmen lassen. Sowohl bei der Schädlingsbekämpfung, wie bei der Unterdrückung bodenbürtiger Pflanzenpathogene und bei anderen Arten der Förderung des Pflanzenwachstums, wird von der Anwendung von Mikroorganismen einschließlich gentechnisch veränderter Formen eine nachhaltig umweltgerechte Anwendungsform und die teilweise Substitution chemischer Mittel erwartet.

Die Kombination molekularer und traditioneller Techniken führte zu einem deutlich verbesserten Verständnis der Mechanismen bei der Ausprägung pathogener Wechselwirkungen und ihrer Unterdrückung z.B. durch mikrobielle Metabolite und Enzyme oder Kompetition durch kommensale und mutualistische Besiedlung. Mit den vertieften Kenntnissen wurde die Entwicklung neuer mikrobieller Mittel mit dem Ziel der Verbesserung von Wirksamkeit und Anwendungssicherheit unter verschiedenen Bedingungen oder auch die Planung ganz neuer Einsatzformen möglich. Hier werden Entwicklungslinien auch durch die Fähigkeit beeinflußt, mit der Gentechnik in die Ausprägung von Genfunktionen in beliebigen biologischen Zusammenhängen gezielt einzugreifen. Bei mikrobiellen Mitteln der Schädlingsbekämpfung werden eine Beschleunigung der Wirkung auf Schadorganismen, die verbesserte Toleranz gegenüber Umwelteinflüssen und auch eine gewisse Erweiterung des Spektrums zu bekämpfender Schaderreger (meist Insekten) im Labor oder in Feldversuchen getestet.

Ein vermehrter, auch ökonomisch erfolgreicher und umfassenderer Einsatz von mikrobiologischen Mitteln wird von einer Weiterentwicklung der Zulassungsanforderungen begleitet werden. Die durch vertiefte Kenntnisse mögliche Beherrschung und Erweiterung von Einsatzzielen wird auch die wissenschaftlichen und öffentlichen Erwartungen an die Qualität der Analyse und Beherrschung möglicher Nichtziel-Effekte verändern.

An dieser Stelle werden Experimente der Sicherheitsforschung zur Anwendung gentechnisch veränderter Baculoviren, die Johannes Jehle in unserer Arbeitsgruppe in Zusammenarbeit mit Mitarbeitern aus dem Institut für biologischen Pflanzenschutz in Darmstadt durchgeführt hat, mit ihren Ergebnissen und einigen Folgerungen geschildert (51-58).

5.1 Sicherheitsforschung mit Baculoviren zur biologischen Schädlingsbekämpfung

Eine ausgeprägte Spezifität für ihre jeweiligen Insektenwirte begründet die Unbedenklichkeit von Baculoviren für Nichtzielorganismen wie andere Insekten, Vögel und Säugetiere einschließlich des Menschen und macht sie für selektive biologische Bekämpfungsstrategien besonders geeignet. Schätzungen zufolge könnten weltweit etwa 30% der Hauptschädlinge landwirtschaftlicher Nutzpflanzen durch Baculoviren bekämpft und damit der Verbrauch chemischer Insektizide deutlich reduziert werden.

Einige Merkmale schränken aber ihre verbreitete Anwendung ein. So bedingt der Ablauf der Virusinfektion eine verzögerte Wirkung auf die Fraßaktivität der jeweiligen Zielinsekten. - Mit Hilfe der Gentechnik werden gegenwärtig Gene verschiedener Herkunft in Virusgenome integriert, um damit eine beschleunigte Inaktivierung der Zielinsekten zu erreichen ohne Kompromisse hinsichtlich unerwünschter Folgen für den Naturhaushalt eingehen zu müssen.(49). Für diese Zielsetzung werden z.B. Gene für insektenspezifische Toxine oder für Genprodukte, die in den Metabolismus oder die Entwicklung der Insektenlarven eingreifen, getestet. Beispielfall ist hier der Einbau eines insektenspezifischen Toxin-Gens aus einem afrikanischen Scorpion in das zur Schädlingsbekämpfung eingesetzte Autographa californica Kernpolyedervirus (50).

Zu den Szenarien, die bei einem Einsatz dieser gentechnisch veränderten Formen in einer Risikoanalyse zu beachten und zu untersuchen sind, gehört die Rekombination zwischen verschiedenen Baculoviren, die grundsätzlich zur Übertragung der gentechnisch eingeführten Merkmale in Baculoviren mit anderem Wirtskreis führen kann. Damit wäre die biologische Begrenzung der Ausbreitung (biologisches "containment") und der Wirkung der gentechnischen Veränderung auf die Population der Zielinsekten zunächst in Frage gestellt (51).

In Versuchen mit Granuloseviren unterschiedlicher Wirtsspezifitäten sollte die Rekombination in vivo als Austausch von Restriktionsschnittstellen als genetischer Marker untersucht und ihre Abhängigkeit von der Verwandtschaft der Viren bestimmt werden.

Die physikalische Lage von Restriktionsschnittstellen - durch eine bestimmte Bausteinfolge charakterisierte Sequenzmotive, bei denen das DNA-Molekül durch spezifische Enzyme geschnitten wird - dient als molekularer genetischer Marker für die Herkunft der DNA-Region. Die Verwendung solcher Marker ist unabhängig von jeglicher Kenntnis der Funktion dieser DNA-Region.

Die als Untersuchungsobjekte gewählten Granuloseviren infizieren spezifisch jeweils unterschiedliche Wicklerlarven, können sich aber beide, wenn auch mit stark unterschiedlicher Virulenz für diesen Wirt, im Falschen Apfelwickler vermehren. Das Virus CpGV (Cydia pomonella Granulose-Virus) ist zur Bekämpfung des Apfelwicklers Cydia pomonella in Deutschland zugelassen, während das ClGV sich im Falschen Apfelwickler (Cryptophlebia leucotreta ), einem bedeutenden Schädling tropischer Zitrusfruchtplantagen, vermehrt. Die genetische Information beider Viren ist vergleichbar organisiert, weist aber generell nur einen relativ geringen Grad an Homologie (Sequenzidentität der Bausteinfolge) auf, der aber in bestimmten Regionen ausgeprägter ist (55-57).

In unseren Versuchen haben wir Mischinfektionen mit beiden Viren in dem für ihre gemeinsame Vermehrung geeigneten Wirt (C. leucotreta) durchgeführt. Nachkommen dieser Mischinfektionen wurden auf molekulare Unterschiede zu den Elternviren untersucht. Dabei sollte ein möglicher Austausch von Restriktionsschnittstellen als molekularer genetischer Marker durch Rekombination nachgewiesen werden. Unabhängig davon wurden auch andere entdeckte Variabilitäten der Virusgenome auf ihre Ursachen hin untersucht.

Larven von C. leucotreta wurden über ihre künstliche Nahrung mit ClGV und CpGV mischinfiziert. Dabei wurden die Mengenverhältnisse im Bereich ihrer natürlichen Infektiosität für diesen Wirt variiert. Aus Larven unterschiedlicher Entwicklungsstadien, die als Folge dieser Mischinfektionen sterben, wurden die Viruspartikel isoliert. Die (Gesamt-) DNA dieser Mischinfektionsnachkommen kann auf ihren jeweiligen Anteil an Elterntypen und indirekt auf das Vorhandensein rekombinanter Moleküle hin untersucht werden.

"In vivo" - Klonierung: Werden die Viruspartikel in starker Verdünnung den Larven der jeweiligen Wirtsinsekten mit der Nahrung angeboten, so kann erreicht werden, daß die Virusnachkommen in den dann erfolgreich infizierten Larven aus der Vermehrung eines einzigen Viruspartikels resultieren. Diese Virusklone wurden wiederum molekular analysiert (Abb.4).

Die DNA von mehr als 300 auf diese Weise erhaltener Virusklone wurden mit molekularbiologischen Methoden

auf Veränderungen der Struktur ihrer DNA gegenüber den in den Mischinfektionen eingesetzten (Eltern-) Virusklone hin untersucht und die Natur und Herkunft erkannter Variabilitäten analysiert.

Abb. 4: Mischinfektion mit zwei Granuloseviren und Untersuchung des Kreuzungsergebnisses durch direkte DNA-Analysen oder Klonierung einzelner Viren "in vivo" (Infektion der verschiedenen natürlichen Wirte mit niedriger Infektionsdosis).

1. Unter den mehr als 350 untersuchten Virusklonen wurde kein (rekombinantes) Virus mit genetischer Information aus dem Kreuzungspartner identifiziert.

2. Mit einem besonders empfindlichen Nachweisverfahren durch Anwendung der PCR ("Polymerase Chain Reaction") konnte das molekulare Ereignis der Rekombination in der Gesamtheit der DNA-Moleküle der Virusnachkommen verschiedener Mischinfektionen nachgewiesen werden (Abb.5).

Abb. 5: Nachweis rekombinanter DNA in Viruspopulationen aus Mischinfektionen. Die Position der Primer für die PCR auf den Virusgenomen ist angedeutet (PRCL1U: ClGV-spezifisch; PRCP1L: CpGV-spezifisch). Im Kontrollklon liegt eine in vitro durchgeführte Verknüpfung beider Genome vor, mit einer Deletion von 105 Basenpaaren. Nachweis von PCR-Produkten in der Gelelektrophorese: C: Produkt des Kontrollklons, 1: Mischung von Virus-DNAs im Reagenzglas, 2 - 9: Produkte von DNAs aus verschiedenen Mischinfektionen.

Für jeweils nur einen Virustyp spezifische Primer (für die Kettenverlängerung durch eine Polymerase in der PCR), die eine besonders homologe Region (Granulin-Gen) einschlossen, wurden zur spezifischen Verstärkung von Signalen von DNA Molekülen eingesetzt, die im homologen Abschnitt eine durch Rekombination entstandenene Neuverknüpfung beider Genome - zwischen den Primern - enthielten. Positive Kontrolle war hier ein künstlich im Reagenzglas erzeugtes rekombinantes Molekül, negative Kontrolle eine Mischung der DNA beider Viren im Reagenzglas. Von den Virus-DNAs der Kreuzungen wurden Signale unterschiedlicher Stärke erhalten, die als Demonstration eines Rekombinationsereignisses in dieser Region in etwa jedem 1000. Molekül anzusehen sind (Abb.5). Die rekombinante Struktur wurde durch Sequenzanalyse für ein PCR-Produkt direkt bestätigt.

Die detaillierte Untersuchung der Virusnachkommenschaft der Kreuzungen führte schließlich noch zur Entdeckung anderer Mechanismen der Variabilität dieser Genome:

3. Eine Region im EcoRI-H-Fragment erwies sich in einem Teil der ClGV-Klone als hoch variabel. Durch Sonden-Hybridisierung war in der DNA dieser Viren nach Größenauftrennung in der Elektrophorese eine Leiter von Signalen erkennbar, deren Molekulargewichte sich jeweils um einen gleichen Betrag unterschieden. Die regelmäßige Längenvariation - mit extremen Varianten, die sich um mehr als 5000 Basenpaare unterscheiden - ist offensichtlich durch die repetitive Sequenzstruktur dieser Region bedingt. Ihre spezielle Struktur mit direkten Wiederholungen von Sequenzmotiven führt zur gesetzmäßigen Längenvariation, die als Folge molekularer Vorgänge bei der Vermehrung des Virus und der Replikation seiner DNA eintritt (Abb. 6). Die Region hat eine gewisse strukturelle Verwandtschaft aber keinerlei Homologie zu anderen repetitiven Sequenzen wie sie für eukaryonte Genome aber auch bei Baculoviren nach Vermehrung in Zellkultur beschrieben wurden.

Abb. 6: Entdeckung einer stark variablen Region im Genom von ClGV. Die Struktur der Sequenz mit sich wiederholenden Sequenzmotiven (27bp), die dieser Variabilität zugrundeliegt, wird unten veranschaulicht.

4. Eine besondere Überraschung lieferte schließlich die Untersuchung bestimmter Insertionen im Genom varianter Klone der Kreuzungsnachkommenschaft. Diese erwiesen sich strukturell mit ihren charakteristischen Sequenzwiederholungen an den Enden, und durch Homologievergleich (codierender Abschnitte) mit bekannten Elementen, als bisher nicht beschriebene bewegliche Genomelemente, sog. Transposons ("springende Gene"), die aus dem Genom der Insektenwirte stammten. In deren Genomen kommen sie in jeweils spezifisch unterschiedlicher Häufigkeit vor. Mindestens eines der Transposons ist mit hoher Sicherheit während unserer Experimente in das Virusgenom transponiert, weil es aus dem Genom des hier eingesetzten heterologen Wirtes stammt. Die Integration beider 3.200 bzw. 4.700 Basenpaare großer Transposons erfolgte in nicht translatierte (in Proteine übersetzbare) Genomabschnitte und führte zu keiner im Labor beobachtbaren biologischen Veränderung.

Abb. 7: Insertionsorte und Struktur der in Varianten des Apfelwickler-Granulosevirus (CpGV) gefundenen Transposons. Oben ist die Restriktionskarte für drei Restriktionenzyme veranschaulicht. Die Transposons sind mit den charakteristischen Sequenzwiederholungen an den Enden und den für Proteine (Transposase) codierenden Abschnitten dargestellt. (Restriktionsenzyme: Hind III (HIII), Eco RI, Bam H1)

5.4 Schlußfolgerungen: Risikoabschätzung gentechnisch veränderter Viren (u.a. Mikroorganismen) zur biologischen Schädlingsbekämpfung

Bei einer generellen Bewahrung der Identität des Erbmaterials einzelner Virusarten zeigen unsere Beobachtungen eine bemerkenswerte Flexibilität des Virusgenoms im Detail auf, die einen Teil der möglichen molekularen Mechanismen ihrer natürlichen Evolution widerspiegelt. Offensichtlich ist die Stabilität von Genomen ein von den Beobachtungsdetails abhängiger relativer Begriff. Die Vorgänge sind in eine Risikoanalyse von gentechnisch veränderten Formen biologischer Schädlingsbekämpfungsmittel als mögliche Ereignisse einzubeziehen. Sie stellen natürliche Mechanismen dar, die ein biologisches "containment" von gentechnischen Modifikationen, wie den Einbau spezieller Insektentoxine, zunächst grundsätzlich in Frage stellen.

Überlegungen zu experimentellen Möglichkeiten, die Kenntnisse über die genetische Flexibilität von Baculovirusgenomen zu erweitern, um sie als verbesserte Basis für Risikoanalysen zu nutzen, lassen sich anhand einer Darstellung der Zusammenhänge für die Sicherheitsbeurteilung gentechnisch veränderter Mikroorganismen diskutieren (44, Abb.8).

Abb. 8: Kausale Abhängigkeiten und Schlußfolgerungsmöglichkeiten bei der Risikoanalyse für gentechnisch veränderter Mikroorganismen. (A: Ausstattung eines alternativen Empfängerorganismus mit der Modifizierung zum Testen der biologischen Eigenschaften)

Wird ein gentechnisch veränderter Organismus aus einem Empfänger und einem für ihn neuartigen Gen zusammengesetzt, z.B. ein Baculovirus mit einem insektenspezifischen Toxin-Gen versehen, so sind die Folgewirkungen in der Umwelt in zwei Bereichen zu untersuchen - und dort wo das nicht direkt möglich ist, aus der Datenbasis nach Möglichkeit zu prognostizieren.

1. Die Beurteilung der neuen Merkmale des GVO selbst, die mit etablierten Testverfahren zum Teil verhältnismäßig einfach in Labor- und Modellsystemuntersuchungen testbar sind:

2. Die Beweglichkeit des neueingeführten Gens, die in erster Linie durch seinen neuartigen biologischen Zusammenhang bedingt wird und die Folgen seiner Ausprägung in neuen Organismen.

Der Austausch genetischer Information zwischen Baculoviren untereinander und mit ihren Wirten beeinflußt auch die Stabilität gentechnisch neu eingeführter Gene. Obwohl aus unseren Experimenten keinesfalls direkte Schlußfolgerungen über das Ausmaß genetischer Austausche in der Umwelt gemacht werden können, läßt sich sagen, daß ein neues Gen, eingeführt in Baculoviren zur biologischen Schädlingsbekämpfung, eine faire Chance haben dürfte, auch natürlich in andere Baculoviruspopulationen übertragen zu werden. Transposons können in Sekundärprozessen zu diesem Austausch beitragen.

Die quantitative Bestimmung primärer Übertragungshäufigkeiten durch Rekombination, Transposition (oder horizontalen Gentransfer) dürfte im Detail mit großen Unsicherheiten behaftet sein, die sich auch mit hohem experimentellen Forschungsaufwand kaum signifikant verbessern lassen. Dies liegt einerseits an den teilweise unbekannten biologischen Spezifitäten der Mechanismen, die für die jeweiligen Häufigkeiten mit verantwortlich sind, andererseits vor allem aber an der Heterogenität der Umwelt, in der die Möglichkeiten des Ablaufs der molekularen Vorgänge von wechselnden Randbedingungen entscheidend abhängen. Hier wären u.a. die Wahrscheinlichkeiten von Mischinfektionen eines Wirtsinsekts und Randbedingungen für Rekombinations- und Transpositionshäufigkeiten einzubeziehen. Die Kenntnis der Heterogenität der Umwelt, die mit zahlreichen Faktoren einen Gentransfer beeinflußt, wird immer unvollkommen sein, sodaß wir in Abschätzungen möglicher Häufigkeiten die Realität um Größenordnungen verfehlen können.

Jeweils nur relativ geringe Austauschraten in der Umwelt machen unmittelbare Effekte der natürlichen Übertragungsvorgänge aber in jedem Fall vernachlässigbar. Allerdings ist die niedrige Häufigkeit solcher Vorgänge bei sich vermehrenden und verändernden Organismen nicht einfach in eine niedrige Belastungsrate auf einer größeren Zeitskala zu übersetzen, weil die (klonale) Vermehrung veränderter Viren zur Entstehung varianter Viruspopulationen führen kann. Es erscheint deshalb sinnvoll, von einer gewissen Übertragungsrate der neuen Gene in andere Populationen auszugehen. Dann sollten die möglichen Folgen einer Übertragung gentechnischer Modifikationen in neue Viruspopulationen untersucht werden. Dafür müssen die biologische Funktion des übertragenen Gens und seine Auswirkung auf die Konkurrenzfähigkeit und Populationsdynamik veränderter Viren analysiert werden. Dies mag zunächst als schwierige Problemstellung angesehen werden.

Hier erlauben uns aber die Untersuchungen der Eigenschaften des neukonstruierten Mikroorganismus doch einige vorsichtig extrapolierende Schlußfolgerungen über den Einfluß des neuen Gens auf seine natürliche Konkurrenzfähigkeit und Populationsdynamik. Beispielsweise führt der Einbau des Scorpiontoxingens in ein Baculovirengenom zwar zu der gewünschten beschleunigten Wirkung bei der Inaktivierung der Zielinsekten, resultiert aber auch in einer Reduktion des Virustiters und in anderen Merkmalen, die für die natürliche Vermehrung, Etablierung und Ausbreitung des Virus nachteilig sind (50). Diese Untersuchungen können durch die experimentelle Verfolgung der Populationsdynamik der veränderten Viren in Modellsystemen gestützt und evtl. durch Einbeziehung anderer mit der gleichen gentechnischen Modifizierung ausgestatteter Viren weiter ergänzt werden (A in Abb.8).

Aus der sorgfältigen Analyse und Wertung solcher Daten ist die Etablierungsmöglichkeit des neuen Gens in der Umwelt unvollkommen, aber brauchbar extrapolierbar. Die Prognose der natürlichen Konkurrenzfähigkeit und Populationsdynamik modifizierter Viren ist auch bei anderen Arten gentechnischer Veränderungen zur Verbesserung des Anwendungserfolgs ein zentrales Anliegen einer umfassenden Risikobeurteilung (49). Nach unserem Dafürhalten läßt sich die Extrapolation von Risiken mit vergleichbarer Qualität aus der Bestimmung der Raten von Genübertragungen in der Umwelt auch mit hohem Aufwand nicht ableiten. Grundsätzlich läßt sich der Zusammenhang zwischen Selektionswerten, Gentransfer- und Vermehrungsraten modellieren, wobei die quantitativen Relationen zwischen voneinander abhängigen dynamischen Größen erkennbar werden, in einer Weise die unmöglich durch einfaches Nachdenken zu erhalten ist. Letztendlich ist es immer wieder der mögliche Beitrag des neuartigen Gens zur biologischen Funktion und dem Selektionswert des Organismus, der für seine Etablierungswahrscheinlichkeit wesentlich und dann auch für das Hervorrufen von möglicherweise unerwünschten Folgewirkungen entscheidend ist.

Auch wenn der hier vorgestellte Ansatz einer Risikoanalyse Elemente einer Evolutionsprognose enthält, dürfte er letzlich mit geringeren Unsicherheiten behaftet sein, als die alleinige Stützung von Sicherheitsaussagen auf die relative Unwahrscheinlichkeit von Genaustauschvorgängen. Die folgende Übersicht faßt wichtige Elemente der hier zur Geltung kommenden Philosophie des Umgangs mit möglichen Risiken bei der Anwendung von gentechnisch veränderten Organismen in der Umwelt in Thesenform zusammen (44).

Nach dem "Entlassen" oder der "Freisetzung" aus den Kulturgefäßen oder Fermentern in Laboratorien und Produktionsanlagen kann die Sicherheit von gentechnisch veränderten Organismen nicht generell auf die Wirksamkeit natürlicher oder künstlicher (biologischer) Barrieren gestützt werden, auch dann wenn angenommen wird, daß sie die funktionellen und genetischen Wechselwirkungen mit der natürlichen Umwelt minimieren.

> Für vermehrungsfähige Einheiten kann jede kleine Chance eines "Entkommens" als inakzeptabel hoch angesehen werden, jedenfalls dann, wenn zerstörerische Folgewirkungen vermutet werden.

Die Etablierung von veränderten Pflanzen und Mikroorganismen in unserer Umwelt wird Auswirkungen auf andere Organismen und die Entwicklung und Funktion natürlicher oder bearbeiteter Ökosysteme haben.

> Die Risikobewertung von Gentechnikanwendungen in der Umwelt kann als Herausforderung angesehen werden, die Methoden der Analyse von Funktionsweise und Struktur natürlicher Ökosysteme zu verbessern, damit wir besser in die Lage versetzt werden, irgendwelche Einflüsse als eher erwünscht, hinnehmbar oder nachteilig zu klassifizieren.

Unsere Vorhersagemöglichkeiten werden begrenzt bleiben, ebenso wie unsere Fähigkeit zu angemessen vollständigen Analysen.

> Wissenschaft kann zu einer Werte-abhängigen Risikoabwägung beitragen, indem sie testbare Kriterien entwickelt und Prognosefähigkeiten auslotet.

Derzeit lassen sich folgende relevante Schwerpunkte einer zulassungsbegleitenden Forschung für neue - gentechnisch modifizierte - mikrobiologische Mittel erkennen:

1. Weiterentwicklung und Einsatz von Monitoringtechniken zur Untersuchung der Zusammensetzung und Populationsdynamik mikrobiologischer Mittel.

2. Entwicklung geeigneter Testverfahren zur Untersuchung der Wirkung auf Ziel- und Nichtzielorganismen. Verbesserung der Kenntnisse über biologische Wechselwirkungen und ihren Einfluß auf die Populationsdynamik der Mittelkomponenten und von Zielorganismen.

3. Entwicklung und Anwendung von Modellierungen und experimentellen Modellsystemen zur Prognose von Einsatzerfolg und Populationsdynamik konventioneller und neuer biologischer Mittel.

4. Weiterentwicklung von Verfahren zur Beschreibung der Struktur und Funktion mikrobieller pflanzenbesiedelnder Populationen, um Störungen und Beeinträchtigungen differenziert erfassen zu können

5. Untersuchungen zur Stabilität und Mobilität modifizierter Gene in Ziel- und Nichtzielhabitaten.

Unter 2. sind auch Forschungen angesprochen, die Mechanismen und Dynamik von Resistenzentwicklungen in Zielorganismen studieren. Mit einem vermehrten Einsatz biologischer Bekämpfungsmittel - und der Ausprägung verwandter insektenspezifischer Toxine in verschiedenen gentechnischen Ansätzen - wird die Resistenzentwicklung zu einem zunehmend bedeutenden Problem der Sicherstellung eines Anwendungserfolgs werden. Neben der Schonung der Umwelt ist die Nachhaltigkeit der Einsatzfähigkeit der natürlichen biologischen Ressourcen sicher ein wichtiges Ziel eines umsichtigen Umgangs mit neuartigen biologischen Bekämpfungsmaßnahmen.

Schließlich soll noch der Kostenfaktor als limitierende Einflußgröße für die Anwendung umweltschonender Mittel in der Land- und Forstwirtschaft erwähnt werden. Für den Markterfolg biologischer und chemischer Schädlingsbekämpfungsstrategien spielen die Anforderungen an die Einsatzplanung, das Wirkungsspektrum und die Wirkungssicherheit des Mittels in Relation zu seinen Kosten die entscheidende Rolle. Die Kosten wiederum werden u.a. bestimmt durch Entwicklungs- und Produktionskosten, Zeitdauer der Vermarktungsfähigkeit und schließlich auch durch den Aufwand, der für Zulassungsverfahren zu leisten ist. Hier kann ein unangemessen hoher Aufwand eine wünschenswerte Vielfalt der Erprobung und des Einsatzes unterschiedlicher Bekämpfungsstrategien und die Durchsetzung umweltverträglicherer Methoden behindern und muß damit ebenfalls als Faktor der Risikobewertung angesehen werden. Politik und Regulierung können Rahmenbedingungen zugunsten einer wachsenden Bedeutung der Ziele von Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit verändern, müssen dabei aber weniger beeinflußbare ökonomische Faktoren beachten. Zielkonflikte lassen sich selbst bei einer hohen Prioritätensetzung zugunsten der Umweltschonung nicht vermeiden.

Die vorgestellten experimentellen Arbeiten wurden durch das BMFT gefördert. Der aus den Ergebnissen und Bewertungen gefolgerte Forschungsbedarf zur Beobachtung und Modellierung der Populationsdynamik veränderter Viren wird unter derzeitigen Förderprioritäten als randständig und nicht von prioritärem Interesse angesehen.

Die Zitatenzusammenstellung soll interessierten Lesern einen Zugang zu einer Auswahl an Arbeiten im thematischen Zusammenhang ermöglichen. Die überwiegende Zitierung englischsprachiger Literatur deutet sowohl die internationale Bedeutung wie auch Schwerpunkte kompetenter Auseinandersetzung mit der Thematik in den USA an.

(2) RAY KEMP: Social Implications and Public Confidence: Risk Perception and Communication. In: Duncan E. S. Stewart-Tull; Max Sussman (Eds.): The Release of Genetically Modified Microorganisms - REGEM 2 Plenum Press, New York and London, pp. 99 - 114 (1992)

(3) PETER M. WIEDEMANN; LEO HENNEN (1989): Schwierigkeiten bei der Kommunikation über technische Risiken. KFA, Jülich. Arbeiten zur Risikokommunikation 9

(4) DIETRICH HENSCHLER Verhältnismäßigkeit im Umweltschutz. Nachr. Chem. Tech. Lab. 36, 985 - 988 (1988)

(5) JÜRGEN RASSOW: Risiken der Kernenergie. Fakten und Zusammenhänge im Lichte des Tschernobyl-Unfalls. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim (1988)

(6) H. JOHN DUNSTER: Risk Assessment. In: Duncan E. S. Stewart-Tull; Max Sussman, Eds.: The Release of Genetically Modified Microorganisms - REGEM 2. Plenum Press, New York and London pp. 93 - 98 (1992)

(7) RICHARD WILSON; E. A. C. CROUCH Risk Assessment and Comparisons: An Introduction. Science 236 267 - 270 (1987)

(8) RICHARD J. ZECKHAUSER; W. KIP VISCUSI: Risk within Reason. Science 248, 559 - 563 (1990)

(9) THOMAS A. BURKE; NGA L. TRAN; JANE S. ROEMER; CAROL J. HENRY: Regulating Risk. The Science and Politics of Risk. International Life Sciences Institute, Wash. D.C. USA (1993)

(10) BRUCE N. AMES; RENAE MAGAW; LOIS SWIRSKY GOLD: Ranking Possible Carcinogenic Hazards. Science 236, 271 - 280 (1987)

(13) Risk Assessment of Pesticides. Chemical and Engineering News. pp. 27 - 49 (1991)

(14) HANS-MARTIN SASS: Philosophical and Moral Aspects of Manipulation and of Risk. Swiss Biotech 5, 50 - 56 (1987)

(15) GERHARD HOSEMANN: Methodisches Grundkonzept technischer Sicherheit. DIN-Mitt. 70, 131 - 134 (1991)

(16) FRANCK, EBERHARD: Risikobewertung in der Technik: Der Maschinenschaden 63, 1 - 12 (1990)

(17) ANDREAS REICH: Gefahr - Risiko - Restrisiko. Das Vorsorgeprinzip am Beispiel des Immissionsschutzrechts. In: Ulrich Battis; Eckard Rehbinder; Gerd Winter, Eds.: Umweltrechtliche Studien 5. Werner-Verlag, Düsseldorf (1989)

(18) F. SHERWOOD ROWLAND; MARIO J. MOLINA: Ozone depletion: 20 years after the alarm. Chemical and Engineering News 8 - 13 (1994)

(19) Endgültig bewiesen: FCKW verursacht Ozonloch. Südd. Zeitung Nr. 294, 22.12.1994

(20) GINO J. MARCO, ROBERT M. HOLLINGWORTH, WILLIAM DURHAM, Eds.: Silent Spring Revisited. American Chemical Society (1987)

(21) FRANK BECKENBACH, Hrsg. (1991): Die ökologische Herausforderung für die ökonomische Theorie. Metropolis Verlag, Marburg

(22) HANS IMMLER (1993): Welche Wirtschaft braucht die Natur? Mit Ökonomie die Ökokrise lösen. S.Fischer-Verlag, Frankfurt, Main

(23) Stella II: An Introduction to Systems Thinking. Handbuch zur "Software for Building Thinking Capacity". High Performance Systems Inc., Hanover NH (1994)

(24) H. BACKHAUS (1995): Monitoring von Wirkungen: Einfluß auf Mensch, Tier, Pflanze. pp. 509-534. In DECHEMA e.V. (Hrsg.): Materialien und Basisdaten für gentechnisches Arbeiten und für die Errichtung und den Betrieb gentechnischer Anlagen. Band 5. Monitoring. Dechema, Frankfurt

(25) IRENE WAGNER-DÖBLER (1995): Ermittlung von Auswirkungen auf die Umwelt: Mikrokosmen, Mesokosmen, Feldversuche. pp. 551-574. In DECHEMA e.V. (Hrsg.): Materialien und Basisdaten für gentechnisches Arbeiten und für die Errichtung und den Betrieb gentechnischer Anlagen. Band 5. Monitoring. Dechema, Frankfurt

(26) HOLGER HEUER; GEORG AULING (1995): Möglichkeiten der Sicherheitsprüfung von gentechnisch modifizierten Mikroorganismen (GEMMO) in Modell-Ökosystemen. Forschungsbericht 108 02 097. Umweltbundesamt, Berlin

(27) VINCENT T. COVELLO, JOSEPH R. FIKSEL (Eds.): The suitability and applicability of risk assessment methods for environmental applications of biotechnology National Science Foundation, Washington D.C. (1985)

(28) HORST BACKHAUS (1995): Gentechnisch veränderte Organismen außerhalb gentechnischer Anlagen. pp. 451-532. In DECHEMA e.V. (Hrsg.): Materialien und Basisdaten für gentechnisches Arbeiten und für die Errichtung und den Betrieb gentechnischer Anlagen. Band 1 Biologische Sicherheit. Dechema, Frankfurt

(29) HORST BACKHAUS (1993): "Freisetzung": Risikobeherrschung, Zulassungskriterien, Forschungsbedarf. In BG Chemie (Hrsg.) Sicherheit in der Biotechnologie. 2. Workshop: Das Gentechnikrecht und sein Vollzug. pp.97 - 120

(30) M. BERNHARDT; B. WEBER; B. TAPPESER - Öko-Institut Freiburg; H. G. GASSEN; G. SACHSE; J. STOLLWERK; H. ZINKE - Institut für Biochemie der TH Darmstadt: TAB-Projekt "Biologische Sicherheit bei der Nutzung der Gentechnik". Die naturwissenschaftlichen Gutachten. Büro für Technikfolgen-Abschätzung des Deutschen Bundestages, Bonn (1992)

(31) H. BACKHAUS: Studie zu den Gutachten "Biologische Sicherheit bei der Nutzung der Gentechnik". Im Auftrag des Büros für Technikfolgenabschätzung beim Deutschen Bundestag. Braunschweig (1992)

(32) Safety Considerations for Biotechnology 1992. Part One: Elaboration of Criteria and Principles for Good Industrial Large-Scale Practice (GILSP). Part Two: Good Developmentall Principles (GDP): Guidance for the Design of Small-Scale Research with Genetically Modified Plants and Micro-Organisms. OECD, Paris (1992)

(33) MARK SAGOFF: On Making Nature Safe for Biotechnology. In: Lev R. Ginzburg (Ed.): Assessing Ecological Risks of Biotechnology. Butterworth-Heinemann, Boston, London etc. pp. 341 - 365 (1991)

(34) HORST ALBACH; DIETHARDSCHADE; HANSJÖRG SINN, Eds. (1991): Technikfolgenforschung und Technikfolgenabschätzung. Tagung des Bundesministers für Forschung und Technologie 22. bis 24. Oktober 1990. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York

(35) JAMES M. TIEDJE; ROBERT K. COLWELL; YAFFA L. GROSSMAN; ROBERT E. HODSON; RICHARD E. LENSKI; RICHARD N. MACK; PHILIP J. REGAL: The Planned Introduction of Genetically Engineered Organisms: Ecological Considerations and Recommendations. Ecology 70, 298 - 315 (1989)

(36) S. A. LEVIN; K. D. KIMBALL(1984): New Perspektives in Ecotoxicology. Environmental Management 8, 375 - 442

(37) FRANCES E. SHARPLES: Ecological Aspects of Hazard Identification for Environmental Uses of Genetically Engineered Organisms. In: Morris A. Levin; Harlee S. Strauss (Eds.): Risk Assessment in Genetic Engineering. Environmental Release of Organisms. McGraw-Hill Inc., New York, St.Louis etc. (1991)

(38) ROBERT J. FREDERICK; ROBERT W. PILSUCKI: Nontarget Species Testing of Microbial Products Intended for Use in the Environment. In: Morris A. Levin; Harlee S. Strauss (Eds.): Risk Assessment in Genetic Engineering. Environmental Release of Organisms. McGraw-Hill Inc., New York, St.Louis etc. pp. 32 - 50 (1991)

(39) DANIEL SIMBERLOFF: Keystone Species and Community Effects of Biological Introductions. In: Lev R. Ginzburg (Ed.): Assessing Ecological Risks of Biotechnology. Butterworth-Heinemann, Boston, London etc. pp. 1 - 20 (1991)

(40) L. E. EHLER: Planned Introductions in Biological Control. In: Lev R. Ginzburg (Ed.): Assessing Ecological Risks of Biotechnology. Butterworth-Heinemann, Boston, London etc. pp. 21 - 40 (1991)

(41) ROBIN MANASSE; PETER KAREIVA: Quantifying the Spread of Recombinant Genes and Organisms. In: Lev R. Ginzburg (Ed.): Assessing Ecological Risks of Biotechnology. Butterworth-Heinemann, Boston, London etc. pp. 215 - 231 (1991)

(42) S. MOLIN; P. KLEMM; L. K. POULSEN; H. BIEHL; K. GERDES; P. ANDERSSON: Conditional suicide system for containment of bacteria and plasmids. Bio/Technology 5, 1315 - 1318 (1987)

(43) HORST BACKHAUS: Testverfahren und Bewertungskriterien bei der Beurteilung von Freisetzungen von Mikroorganismen nach der EG-Richtlinie 90/220/EWG, Lösungsansätze nach internationalen Erfahrungen. In: Freisetzungen gentechnisch veränderter Organismen. Wege zur Beurteilung ökologischer Auswirkungen. H. Gaugitsch; K. Kienzl; A. Palmetshofer; H. Torgersen (Eds.). Umweltbundesamt, Wien. Tagungsberichte 6 pp. 35 - 58 (1992)

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(45) HORST BACKHAUS (1994): Gentechnik, Überwachungsverfahren und mikrobielle Ökologie. Versuch einer Zusammenfassung und Bestandsaufnahme. pp. 413 - 421 In: Fachtagung "Überwachungsmethoden Gentechnik. - Nachweisverfahren für Mikroorganismen, Viren und Gene in der Umwelt - W. Dubbert; Juan Manuel Lopez Pila (Eds.). Umweltbundesamt, Berlin UBA-FB 94-039

(46) GILBERT S. OMENN; RITA COLWELL, A. M. CHAKRABARTY, MORRIS LEVIN, PERRY MCCARTY (Eds.): Environmental Biotechnology: Reducing risks from environmental chemicals through biotechnology. Plenum Press, New York and London. (1988)

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(48) ROBERTA R. FULTHORPE; R. CAMPBELL WYNDHAM: Transfer and Expression of the Catabolic Plasmid pBRC60 in Wild Bacterial Recipients in a Freshwater Ecosystem Appl.Environm.Microbiol. 57, 1546 - 1553 (1991)

(49) JUST M. VLAK (1995): Developments in engineering baculovirus insecticides and concepts of biosafety. pp.54-60 in Jörg Landsmann, Rudolf Casper (Eds.): Key Biosafety Aspects of Genetically Modified Organisms. Mitt.a.d.Biol.Bundesanstalt f. Land- und Forstw. 309, Berlin

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(51) EVA FRITSCH, JÜRG HUBER UND HORST BACKHAUS: Abschätzung der Möglichkeiten einer unkontrollierten Ausbreitung bei gentechnisch veränderten Baculoviren. In: Projektträger Biologie, Energie, Ökologie, Hrg.: Biologische Sicherheit 2, 193-204 (1990)

(52) JEHLE, J. A., FRITSCH, E., BACKHAUS, H., HUBER, J. (1994). Sicherheitsforschung zur Gentechnik bei Baculoviren: Rekombination und Transposition als mögliche Ursachen eines horizontalen Gentransfers. In Biologische Sicherheit. 3. pp. 833-856, Projektträger Biologie, Energie, Ökologie; KFA Jülich (Hrsg.).

(53) JEHLE, J.A.; E.FRITSCH; H.BACKHAUS; J.HUBER (1992): Risk Assessment on Genetic Engineering of Baculoviruses: In vivo Integration of Host DNA into the Genome of Granulosis Viruses. pp. 250-256 In Casper, R.; Landsmann, J. (Eds.): Proceedings of the 2nd International Symposium on the Biosafety Results of Field Tests of Genetically Modified Plants and Microorganisms, Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Braunschweig.

(54) JEHLE, J. A.; A. NICKEL, H. BACKHAUS, E. FRITSCH, J. HUBER (1994) : Rekombination und Gentransfer - Restrisiken der Gentechnik? Posterabstract in: Welche Entwicklungen eröffnet die Biotechnologie? Hrsg. Die Ministerin für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein

(55) JEHLE, J. A., BACKHAUS, H., FRITSCH, E., HUBER, J. (1992). Physical map of the Cryptophlebia leucotreta granulosis virus genome and its relationship to the genome of Cydia pomonella granulosis virus. Journal of General Virology 73, 1621-1626.

(56) JEHLE, J. A.; H. BACKHAUS (1994): Genome organization of the DNA-binding protein gene region of Cryptophlebia leucotreta granulosis virus is closely related to that of nuclear polyhedrosis viruses. J.Gen.Virol. 75, 1815-1820

(57) JEHLE, J. A., BACKHAUS, H. (1994): The granulin gene region of Cryptophlebia leucotreta granulosis virus: sequence analysis and phylogenetic considerations. J. Gen. Virol. 75, 3667-3671

(58) JEHLE, J.A., E. FRITSCH, A. NICKEL, J. HUBER, H. BACKHAUS (1995): TCl4.7: A Novel Lepidopteran Transposon Found in Cydia pomonella Granulosis Virus. Virology 207, 369-379

(59) JEHLE, J.A.; J. M. VLAK (1996): Transposable elements in baculoviruses: their possible role in horizontal gene transfer. In: Transgenic Organisms and Biosafety: Horizontal gene expression, stability and expression of Transgenes (E.R. Schmidt; T. Hankeln, Eds.), Springer, Berlin in press