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Genome-Editing und Einzelzellanalyse sind zwei bahnbrechende biotechnologische Methoden, die die gesamte Bandbreite der lebenswissenschaftlichen Forschung und Anwendung verändert und erweitert haben. Beide waren bereits Gegenstand eigenständiger Publikationen der IAG Gentechnologiebericht.1 Sie werden in diesem Kapitel in ihren Grundzügen und ihrer Bedeutung für die Entwicklung der Gentechnologien vorgestellt sowie die ethischen und rechtlichen Kontroversen um sie skizziert. Zunächst geht es um die wissenschaftlichen Grundlagen des Genome-Editing, womit Verfahren bezeichnet werden, durch die gezielt und relativ präzise Basenabfolgen im Genom lebender Zellen verändert werden können. Unter den „Genscheren“ wird das CRISPR/Cas-System mit Blick auf seine Funktionsweise, Entdeckungsgeschichte und Weiterentwicklung vorgestellt. Danach werden ethische und rechtliche Kontroversen um genomeditierte Pflanzen und den Einsatz des Genome-Editing in der menschlichen Keimbahn diskutiert. Zentraler Streitpunkt beim Einsatz von Genome-Editing in Pflanzenzüchtung und Landwirtschaft ist die regulatorische Frage, ob mittels Genome-Editing erzeugte Pflanzen, die lediglich punktuelle, schwer nachweisbare Mutationen und keine Fremdgene enthalten, als gentechnisch veränderte Organismen im Sinne des Gentechnikrechts gelten sollten – wie der EU-Gerichtshof 2018 entschied – oder nicht. Im Anschluss geht es um die ethischen und rechtlichen Aspekte von Keimbahnmodifikationen, also von auf alle folgenden Generationen vererbbaren Eingriffen in das menschliche Erbgut, die entweder therapeutischen bzw. präventiven Zwecken dienen können oder aber dem sog. Enhancement, also der Steigerung von Fähigkeiten oder der Erzeugung bestimmter Eigenschaften. Auch hier werden Pro- und Kontra-Argumente erörtert und die Prinzipien und Empfehlungen verschiedener Stellungnahmen skizziert. Der erste Teil des Kapitels schließt mit dem Fall der 2018 geborenen chinesischen Zwillingsmädchen, deren Erbgut durch Genome-Editing verändert worden war. Der zweite Teil stellt die Einzelzellanalyse vor mit Blick auf ihre Funktionsweise, den gegenwärtigen Forschungsstand und ihr Potenzial für Anwendungen in biologischer Forschung und Medizin. Durch die Einzelzellanalyse gewinnbare Daten über einzelne Zellen gewähren einen zuvor unerreichbaren Einblick in deren Funktionsweise innerhalb von Geweben bzw. Zellpopulationen. Ermöglicht wurde dies durch technologische Entwicklungen wie Next-Generation-Sequencing und Omics-Technologien, die komplexe Vorgänge in Zellen erschließen. Weitere Schritte auf dem Weg zu einer personalisierten Medizin könnten durch neue Möglichkeiten der Untersuchung patientenspezifischer Tumore, zellulärer Veränderungen bei chronischen Erkrankungen und das Ansprechen bestimmter Zellen auf Medikamente zurückgelegt werden. Der Vergleich der Zellen Erkrankter mit denen Gesunder gibt Aufschluss über individuelle Krankheitshintergründe. Die komplexen und umfangreichen Daten der Einzelzellanalytik stellen hohe Ansprüche an den technischen Umgang mit und Austausch von ihnen und ihre Interpretation sowie an Datensicherheit und Datensouveränität.

Ein Alleinstellungsmerkmal der Arbeit der IAG Gentechnologiebericht sind die sog. Problemfelderhebung und die Indikatorenanalyse, die hinsichtlich ihrer Ziele, Methodik und Ergebnisse in dem Beitrag von Angela Osterheider, Louise Herde und Lilian Marx-Stölting vorgestellt werden. Im Zentrum steht dabei das vielschichtige und von den verschiedensten Fachdisziplinen geprägte Feld der Gentechnologien in Deutschland. Darunter fallen Themen, die zum Teil seit Beginn der Arbeit der IAG im Rahmen von Themenbänden behandelt worden sind: so wird eine Untersuchung der Entwicklung über die Zeit hinweg ermöglicht: Gentherapie, Grüne Gentechnologie, Gendiagnostik, Stammzellforschung, Epigenetik, synthetische Biologie und Organoidforschung (als Teilbereich der Stammzellforschung). Diese Themenfelder werden in einer messbaren und repräsentativen Form für die fachliche und interessierte breitere Öffentlichkeit erschlossen. Im Rahmen dieses Ansatzes werden zunächst qualitative Problemfelder, d. h. öffentlich diskutierte Aspekte und Fragen zu den Themen, erhoben, die dann den vier Leitdimensionen (wissenschaftliche, ethische, soziale und ökonomische Dimension) sowie Indikatoren (quantitative Daten im Zeitverlauf) zugeordnet werden. Die im Rahmen des Fünften Gentechnologieberichts beleuchteten Problemfelder sind: Realisierung Forschungsziele, Forschungsstandort Deutschland, öffentliche Wahrnehmung, soziale Implikationen, gesundheitliche Risiken, Dialogverpflichtung der Forschung und ethische Implikationen. Die Indikatoren, die die genannten Problemfelder quantitativ beschreiben und somit ihre Bedeutung messbar machen sollen, betreffen die mediale Abbildung, die Anzahl an Neuerscheinungen, Online- Suchanfragen, internationalen Fachartikeln, Fördermitteln durch den Bund, die DFG und die EU sowie öffentlichen Veranstaltungen zu den jeweiligen Themenfeldern.

In the ‘Fifth Gene Technology Report’, renowned experts provide an overview of current developments and their applications in the dynamically evolving research field of gene and biotechnologies. They examine, among other topics, genetic diagnostics, somatic gene therapy, the development of vaccines, stem cell and organoid research, green gene technology, synthetic biology, gene drives, genome editing, epigenetics and single cell analysis. In addition to reporting on the current state of affairs in this field, the authors also discuss society’s perception of gene technologies and ethical and legal issues relating to them, such as genome edit-ing, cerebral organoids and big data in personalised medicine. Moreover, the interdisciplinary task force ‘Gentechnologiebericht’ (Gene Technology Report) offers recommendations on action that could be taken in relation to the key issues. With contributions by Karla Alex, Sina Bartfeld, Meik Bittkowski, Inge Broer, Lorina Buhr, Stephan Clemens, Wolfgang Van den Daele, Hans-Georg Dederer, Tobias J. Erb, Nina Gasparoni, Heiner Fangerau, Boris Fehse, Jürgen Hampel, Louise Herde, Ferdinand Hucho, Ali Jawaid, Aida Khachatryan, Sarah Kohler, Alma Kolleck, Martin Korte, Cordula Kropp, Alfons Labisch, Markus Lehmkuhl, Melanie Leidecker-Sandmann, Annette Leßmöllmann, Isabelle M. Mansuy, Lilian Marx-Stölting, Andreas Merk, Yannick Milhahn, Fruzsina Molnár-Gábor, Stefan Mundlos, Staffan Müller-Wille, Angela Osterheider, Anja Pichl, Barbara Prainsack, Jens Reich, Marlen Reinschke, Ortwin Renn, Hans-Jörg Rheinberger, Arnold Sauter, Hannah Schickl, Silke Schicktanz, Volker Stollorz, Constanze Störk-Biber, Jochen Taupitz, Jörn Walter, Eva C. Winkler, Martin Zenke and Michael M. Zwick.

Organoids are developed from stem cells and serve as three-dimensional model systems for different organs. They have great potential for research and medicine, but also raise philosophical, ethical and legal questions which have rarely been discussed in Germany so far. This thematic study by the interdisciplinary research group (IAG) Gene Technology Report at the Berlin-Brandenburg Academy of Sciences and Humanities offers an overview of current scientific developments, their present and potential application, as well as epistemological, ethical and legal reflections. Hereby, the IAG wants to provide impetus for an interdisciplinary and society-wide debate on this general subject. With contributions by Cantas Alev, Aileen-Diane Bamford, Sina Bartfeld, Andreia S. Batista-Rocha, Ali H. Brivanlou, Thomas Burgold, Cindrilla Chumduri, Stephan Clemens, Emrecan Dilmen, Tobias Erb, Fred Etoc, Melinda B. Fagan, Heiner Fangerau, Boris Fehse, Nina Frey, Tristan Frum, Anne Grapin-Botton, Navin Gupta, Jürgen Hampel, Ferdinand Hucho, Özge Kayisoglu, Rashmiparvathi Keshara, Yung Hae Kim, Bon-Kyoung Koo, Martin Korte, Yaroslav Koshelev, Kai Kretzschmar, Allison Lewis, Lilian Marx-Stölting, Fruzsina Molnár-Gábor, Ryuji Morizane, Stefan Mundlos, Paola Nicolas, Angela Osterheider, In-Hyun Park, Anja Pichl, Sandra Pilat-Carotta, Jens Reich, Marlen Reinschke, Hannah Schickl, Silke Schicktanz, Nicolas Schlegel, Jason R. Spence, Yoshiaki Tanaka, Jochen Taupitz, Isaree Teriyapirom, Margherita Y. Turco, Jörn Walter, Eva Winkler, Martin Zenke.

Patienten und Patientinnen setzen große Hoffnungen in Stammzellen zur Behandlung von schwersten und bisher nicht oder nur ungenügend therapierbaren Erkrankungen. Was aber sind Stammzellen? Wo steht die Stammzellforschung international und mit Blick auf Deutschland heute? Was ist in Deutschland im internationalen Vergleich erlaubt? Der Sammelband der Interdisziplinären Arbeitsgruppe Gentechnologiebericht der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften stellt den aktuellen Sachstand vor und diskutiert auch ethische, rechtliche und ökonomische Aspekte der Stammzellforschung sowie die medizinische Umsetzung der Ergebnisse. Die bewährte sozialwissenschaftlich motivierte Indikatorenanalyse der interdisziplinären Arbeitsgruppe rundet den Band ab.

Genome Editing gilt als Technologiesprung in der Gentechnologie. Die potenzielle Reichweite der Verfahren und die damit verbundenen Chancen und Risiken geben Impulse für eine neue Runde in der Debatte über Gentechnologien, die vor allem im Bereich der Grünen Gentechnik bislang durch Lagerdenken und einen Mangel an Zwischenpositionen gekennzeichnet ist. Um in Zukunft sachgerechter und unter Einbeziehung unterschiedlicher gesellschaftlicher Interessen über Optionen der weiteren Entwicklung der neuen Technologien diskutieren zu können, werden in diesem Beitrag Anforderungen an eine Neuausrichtung der Wissenschaftskommunikation umrissen. Genome editing is viewed as a breakthrough in genetic engineering. The potential scope of the procedures and the associated risks and opportunities give impetus to a new round in the public debate on genetic engineering, a debate that is characterized by profound opposition and the absence of intermediate positions, particularly in the field of agriculture. This article sketches some elements of science communication that are deemed necessary to discuss options for the further development of new technologies in a more appropriate manner and by taking into account different societal interests.