Einleitung

Über dieses Buch

Das Wichtigste vorab: Ich schreibe über die Wunder der Natur zwar hauptsächlich, um Sie zu unterhalten, aber dazu muss ich Sie auch fordern. Die Coronapandemie hat uns allen gezeigt, wie schwierig die Biologie ist. Das liegt unter anderem daran, dass es zu fast allem Ausnahmen gibt. Und da ist die Genetik leider keine Ausnahme. Ich merke aber beispielsweise bei Projekttagen mit Schülern, dass auch sie komplizierte Sachverhalte durchdringen können - es braucht nur ein bisschen Zeit und Willen.

Der Titel dieses Buches trägt das wunderbare Wort Allgemeinbildung. Und diese wiederum setzt Allgemeinwissen voraus. Ich unternehme den Versuch, aus Wissen ein Bild entstehen zu lassen. Dieses soll sich vor Ihrem geistigen Auge entfalten und Ihnen dabei helfen, durch die Untiefen, Strömungen und traumhafte Archipele der Genetik, Gentechnik und den zugrundeliegenden Genen zu navigieren. - Es wäre anmaßend zu behaupten, dass der Inhalt dieses Buches ein Bestandteil des Bildungskanons sein müsse. Stattdessen handelt es sich eher um eine Erweiterung, ein Add-On.

Extra-Materialien. Wir Wissenschaftler lieben Fachliteratur und Zitationen von Quellen - Stichwort Faktencheck. Dieses Für Dummies soll, so ist es der Wille des Verlegers, der besseren Lesbarkeit zuliebe, keine Literaturangaben enthalten. Daher stelle ich Ihnen die verwendete Literatur auf einer Webseite zur Verfügung (http://bit.do/gen-dummie, siehe Abbildung 1). Diese enthält auch die Abbildungen mit ausführlicheren Bildunterschriften und etwaige Errata beziehungsweise deren Korrekturen.

Abbildung 1: Der QR-Code verweist auf die Literaturliste, Abbildungen und weiteren Informationen zu diesem Buch.

Genre: Dies ist kein typisches Fach- oder Sachbuch und dennoch soll es Sie in ein Fachgebiet einführen. Ich setzte wenig biologisches Wissen voraus, eigentlich nur Grundwissen aus der Schulzeit. Aber da fängt das Problem schon an: Wie viel Jahre hatten Sie Bio? Und wann? Egal! Ich wage es, Ihnen unter anderem neueste Erkenntnisse zur Vererbung, Methoden der Gentechnik und Theorien zur Evolution des Menschen vorzustellen. Aber ich fasse alles in einen größeren Kontext und Sie dürfen dann auch mal Sätze überspringen. Mein Ziel ist es, dass Sie Zusammenhänge erkennen, denn nur so entsteht aus Wissen Bildung und bildet sich aus Bildung Scientific Literacy, wie man heutzutage sagt, also wissenschaftliche Kompetenz. Ich hoffe, dass auch im Fach Bewanderte einige neue Aspekte kennenlernen. Die Laien entführe ich an der einen oder anderen Stelle in größere Wissenstiefen - Sie dürfen hier ab-, aber auch wegtauchen.

Diskutieren Sie! Die US-amerikanischen Entwicklungspsychologen LEONID ROZENBLIT und FRANK KEIL von der University of Yale haben im Jahr 2002 das Konzept der »Illusion der Erklärtiefe« (englisch: Illusion of Explanatory Depth) entwickelt: Menschen glauben, komplexe Phänomene mit viel größerer Tiefe zu verstehen als sie es tatsächlich tun. Diese Illusion ist bei erklärendem Wissen viel stärker ausgeprägt als bei vielen anderen Arten von Wissen wie beispielsweise bei Fakten, Verfahren oder Erzählungen. Klar wissen wir, wie eine Mikrowelle funktioniert, oder? Erklären Sie es doch mal Ihrer besten Freundin! Ein Phänomen erklären zu müssen, zwingt uns, uns mit seiner Komplexität zu konfrontieren und unsere Unwissenheit zu erkennen. Darum meine bitte: Lesen Sie nicht nur, sondern reden Sie auch über das Erlesene! Und seien Sie wachsam und vermeiden Sie den Dunning-Kruger-Effekt: Der beschreibt das häufige Dilemma, dass inkompetenten Menschen leider auch die Kompetenz fehlt, ihre Inkompetenz zu erkennen. Was allerdings ernsthafte Bürgerwissenschaft zu leisten vermag, verdient höchste Anerkennung.

Buch des Lebens. Dieses Buch handelt vom Buch des Lebens, seiner Blaupause, dem Erbgut, seinem Code. Am 26. November 2018 kündigte der chinesische Wissenschaftler JIANKUI HE (1984-) im Zuge einer wissenschaftlichen Konferenz an, erstmals das Buch des Lebens mindestens zweier Menschen, den Zwillingen NANA und LULU, nachhaltig verändert zu haben. Nachhaltig heißt in diesem Fall, dass die Veränderungen an die Nachkommen weitergegeben werden. Das war ein Skandal. - Die Anwendung der Gentechnik spaltet die Gesellschaft und verleitet zur Schwarzweiß-Malerei. Angesichts von Klimakrise und dem Rückgang der biologischen Vielfalt, müssen wir aber differenzierter auf neue Techniken schauen. Viele sagen: Das ist doch die Aufgabe der Experten. Mit den Fortschritten der Gendiagnostik und der Entdeckung der Genschere CRISPR/Cas rückt die Gentechnik gegenwärtig jedoch in den Entscheidungsalltag eines jeden Einzelnen: Kinderwunsch, Gentherapie, Nahrungsmittel . Dieses Buch soll auf neutralem Grund die wissenschaftlichen Grundlagen darlegen und so zu einer individuellen Entscheidungshilfe beitragen.

Buch über Forschung. Alles in diesem Buch Beschriebene ist das Ergebnis der Arbeit von Forscherinnen und Forschern weltweit. In den vorderen Kapiteln überwiegen die Grundlagen, in den hinteren die Anwendungen. Wir Wissenschaftler müssen uns meistens für unsere Arbeiten rechtfertigen, da sie ja Geld und Ressourcen verbrauchen. Je grundlegender, folglich je ferner von einer absehbaren Anwendung, desto größer ist die Erklärungsbedürftigkeit. Häufig wird zwischen der Grundlagenforschung (reiner Wissenschaft) auf der einen und angewandter Forschung auf der anderen Seite unterschieden. Die Grundlagenforschung mehrt das Wissen und führt in der Regel zur Entdeckung von natürlichen Gesetzmäßigkeiten. Die angewandte Forschung mehrt den Nutzen, indem sie aus den entdeckten Grundlagen Anwendungen ableitet. Die Grundlagenforschung ist demzufolge eine Grundvoraussetzung oder, wie französische Naturforscher LOUIS PASTEUR (1822-1895) einmal schrieb: »Es gibt keine angewandten Wissenschaften, sondern nur Anwendungen der Wissenschaft.«

Anders als etwa in der Physik oder Chemie, ist es in der Biologie viel schwieriger, Naturgesetze zu finden - zumal solche, die in Formeln passen und mit Naturkonstanten versehen sind. Es fallen einem vielleicht die Mendel'schen Regeln ein - die aber eher eine Ausnahme als die Regel widerspiegeln. Von dem griechischen Philosophen HERACLITUS (535 v. Chr.-475 v. Chr.) stammt der Ausspruch »Panta rhei« - alles fließt. Das gilt auch für unser Verständnis und Wissen um Lebensprozesse. Daher ist folgender Merksatz allen Abschnitten dieses Buches voranzustellen:

Es gibt zu fast allem in der Biologie eine Ausnahme. Kaum eine Wissenschaft wartet mit so vielen Überraschungen auf.

Warum ein Buch? In Zeiten des Internets mit unzähligen Quellen von Video Tutorials, eLearning Plattformen, Wikis und interaktiven Foren erscheint ein Buch etwas aus der Zeit gefallen, oder? Als Autor stehe ich somit vor der Frage, ob ich die mir wichtigen Wissensbausteine nicht lieber in Wikipedia schreibe oder auf meine Webseite http://gene-genome-gesellschaft.de.

Gut - ich bin old school und ich liebe Bücher. Mir bereiten Bücher Vergnügen, auch weil ich sie verschenken und verleihen kann. Der Austausch des physischen Gegenstands mit seinem Einband, seiner Haptik und seinem einzigartigen Geruch bringt mir viel mehr Befriedigung, als wenn ein wohlmeinender Freund mir digitale Buchdateien auf einem USB-Stick anbietet. Besonders gut gefällt mir aber die Kombination eines physischen Buchs mit seiner eBook-Version und dem Internet. Das eine befriedigt meine Sinne, schafft mir die Atmosphäre, um zu lernen und wird von mir auch gerne bekritzelt. Das andere kann ich effizient durchsuchen.

Der Buchdeckel. Für den Buchdeckel habe ich die Genschere CRISPR/Cas gewählt (Abbildung 2), für die im Jahr 2020 die französische, aber in Deutschland forschende Mikrobiologin EMMANUELLE CHARPENTIER (1968-) und die US-amerikanische Biochemikerin JENNIFER DOUDNA (1964-) mit dem Nobelpreis für Chemie geehrt wurden. Dieses Molekül aus dem Bakterium Streptococcus pyogenes verkörpert unmittelbar die aktuelle gentechnologische Revolution. Im Hintergrund ist eine DNA-Sequenz zu sehen. Das Lesen der Abfolge der Bausteine A,T,C und G der Erbsubstanz DNA ermöglicht uns heute einen tiefen Einblick in die Evolution der Lebewesen und ihre Diversität. Auch die Menschheitsgeschichte wird durch diese Einblicke teilweise neu geschrieben. Die unterstrichenen Tripletts sind potentielle Ziele für Geneditierungen durch die Genschere und können so zum Dreh- und Angelpunkt für Gentherapien werden. Die fett hervorgehobenen CG-Paare wiederum stehen im Zentrum der Epigenetik, einem...