Gene Drive Organismen sind eine der riskantesten Anwendungen von Gentechnik, die jemals entwickelt wurde.

Die Unterschiede zwischen alten und neuen Gentechnikverfahren liegen in den dabei eingesetzten Werkzeugen und Mechanismen sowie der Zielgerichtetheit und Art der gewünschten Genveränderung. ‚Alte Gentechnik‘ bezeichnet Verfahren, die ein oder mehrere Gene eines artgleichen oder artfremden Organismus in die DNA eines Organismus mit bakteriellen Plasmiden oder Genkanonen an einen oder mehrere zufällige Ort in die DNA einschleusen. Wo im Erbgut die eingebrachte DNA eingebaut wird, bleibt dem Zufall überlassen.

Als neue gentechnische Methoden werden eine Reihe von Instrumente mit Namen wie CRISPR/Cas, Zinkfinger-Nuklease oder Talens bezeichnet, die auch erst in die DNA eingeschleust werden müssen, bevor die dort gentechnisch aktiv werden können. Diese Verfahren werden gemeinhin „Genscheren“ genannt, weil sie es ermöglichen, DNA-Sequenzen an einer spezifischen Stelle zu zerschneiden. Der daraufhin einsetzende zelleigene Reparaturmechanismus wird von Biotechnologen dann dafür genutzt, einzelne Gene auszuschalten, ihre Funktion zu verändert oder neue Gensequenzen einzufügen.

CRISPR/Cas ist ein Verfahren der sogenannten neuen Gentechnik, das im Jahr 2012 von den Molekularbiologinnen Emanuelle Charpentier und Jennifer Doudna entdeckt wurde. CRISPR steht als Abkürzung für Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, welches eigentlich im Immunsystem von Bakterien zur Abwehr von Viren genutzt wird. Die beiden Entdeckerinnen haben dann diesen Mechanismus zu einem Werkzeug der Biotechnologie umfunktioniert. CRISPR besteht aus zwei Komponenten: einem Suchwerkzeug für DNA-Sequenzen und einem dazugehörigen Protein namens Cas (das eine Abkürzung für CRISPR-associated ist). Cas kann an einer gesuchten DNA-Zielsequenz einen Doppelstrangbruch der DNA durchführen, woraufhin Reparaturmechanismen in der Zelle diesen Bruch dann auf 3 mögliche Arten reparieren können. Diese drei Reparaturmechanismen machen sich Biotechnologen dann zunutze, um entweder bestehende Gensequenzen auszuschalten, nur ein einzelnes Basenpaar oder eine ganz neue DNA Sequenz einzubauen.
Mehr Informationen bei der Fachstelle Gentechnik und Umwelt. 

Der Naturwissenschaftler Gregor Mendel entdeckte im Jahr 1865 Gesetzmäßigkeiten bei der natürlichen Vererbung von Merkmalen, die als Mendel‘sche Vererbungsregeln bekannt wurden. Diese beschreiben unter anderem, dass die Wahrscheinlichkeit der Vererbung eines genetischen Merkmals zweier (reinerbiger) Elternteile an ihre Nachkommen bei ca. 50 % liegt. Gene Drives umgehen diese Mendel‘schen Vererbungsregeln und etablieren eine „Super-Mendelische“ Vererbung. Das bedeutet, dass durch einen Gene Drive bis zu 100 % aller Nachkommen – über Generationen hinweg – eine bestimmte genetische Eigenschaft erben.

Darüber hinaus prägte Gregor Mendel zusammen mit Alfred Russel Wallace den Begriff natürliche Auslese. Auch dieser Kernmechanismus der Evolution wird durch Gene Drives außer Kraft gesetzt. Bei der natürlichen Auslese setzen sich vor allem solche Merkmale in Populationen und Arten durch, die dem Überleben der Art oder der Anpassung an eine spezifische Umgebung dienen. Mit Gene Drives würden sich nun aber auch genetische Eigenschaften in einer Population durchsetzen können, die rein menschlichen Zwecken dienen und keinen Überlebens- oder Anpassungsvorteil bieten.

Der Begriff gentechnische Kettenreaktion ist die deutsche Interpretation des englischen Begriffs „mutagenic chain reaction“. Er wurde von den Gene Drive Erfindern Valentino Gantz und Ethan Bier geprägt. Mit diesem Begriff meinen wir hier, dass die gentechnisch veränderte Gene eines mit Gene Drive im Labor ausgestatteten Organismus so lange – ähnlich einer Kettenreaktion – unaufhaltbar und unwiderruflich an alle Nachkommen und wiederum all deren Nachkommen weitervererbt werden, bis alle Individuen einer wilden Population oder Art diese Gene tragen.

Freisetzung bedeutet im Fall von gentechnisch veränderten Organismen (GVO), dass diese aus dem geschlossenen System eines Gentechniklabors, wo sie erzeugt wurden, in ein offenes System, die Natur entlassen werden. Freisetzungen können gewollt geschehen – wie im Rahmen der Forschung zum Zweck eines Feldversuchs oder zur gezielten Anwendung. Freisetzungen können aber auch ungewollt geschehen, wenn Forschenden Fehler unterlaufen und Sicherheitsvorkehrungen nicht ausreichend waren.