Wettrennen um die 1000-Dollar-Marke

Biotechnologisch betrachtet wird der Mensch immer billiger. Als 2003 nach 13 Jahren Forschungsarbeit das menschliche Erbgut erstmals entschlüsselt wurde, hatte das öffentlich geförderte Human Genome Project 2,7 Milliarden Euro an Kosten verschlungen. Der umtriebige US-Genforscher Craig Venter, der mit seiner Firma Celera die drei Milliarden Buchstaben des menschlichen Genoms etwa zeitgleich dekodierte, wäre ohne die Finanzkraft seiner privaten Investoren auch nicht weit gekommen.

Inzwischen ist die Durchleuchtung des Menschen deutlich günstiger geworden. Ende 2009 kostete es nur mehr 50.000 Euro, die gesamte menschliche DNA zu entschlüsseln, die Anschaffung der Maschinen und den Arbeitsaufwand nicht eingerechnet.

Doch auch das soll nur ein Zwischenschritt sein auf dem Weg zum serienreifen persönlichen Genom-Check. Um den genetischen Grundlagen von Leben und Sterben, Gesundheit und Krankheit auf die Schliche zu kommen, reicht es nicht, das Erbgut Einzelner zu entschlüsseln. Ziel ist es, die DNA aller zu sequenzieren und vergleichbar zu machen. Schnell, billig und unkompliziert.

"Bisher ist der Markt für Genomsequenzierung ein rein akademischer", sagt Isaac Ro von der Healthcare-Investmentbank Leerink Swann. Wenn aber die Preise dramatisch fielen, werde die Entschlüsselung des Erbguts "auch in der Diagnostik und bei der Entwicklung neuer Medikamente eine wichtige Rolle spielen". Die magische Preisgrenze für ein Genom liegt bei 1000 Dollar. Wer es als Erster schafft, unter dieser Marke zu bleiben, dem winkt ein Riesengeschäft.

Das Verlangen nach DNA-Sequenzen ist enorm, der Wettlauf um die günstigste Methode hat längst begonnen. Eine neue Generation von Startups tüftelt seit Jahren an einer Technologie, die alles Dagewesene in den Schatten stellt. Am weitesten sind die Firmen Oxford Nanopore, Pacific Biosciences und Helicos. Nun steigen auch Großkonzerne wie General Electric und IBM ins Rennen um das 1000-Dollar-Genom ein.

Zwei Milliarden Euro werden mit der Technologie zum Entschlüsseln von Genomen gegenwärtig umgesetzt, der Markt wächst jährlich um 25 Prozent. In Amerika und Großbritannien treffen die Forscher auf beste Voraussetzungen. Dort stehen die großen Sequenzierungszentren, dort gibt es reichlich Fördergelder. Das National Human Genome Research Institute in den USA verteilt in diesem Jahr 9,5 Millionen Dollar an die Entwickler von Technologien, die dem Heiligen Gral auf der Spur sind. Auch die EU stellt im Rahmen des Projekts READNA Fördertöpfe bereit. Die Europäer haben sich jedoch weniger die Entwicklung eines marktreifen Geräts zum Ziel gesetzt als die Verbesserung der Methodik.

"Genomsequenzierung ist im Moment einfach sexy", sagt John Milton, Forschungsvorstand von Oxford Nanopore und guckt zufrieden. Das britische Unternehmen gilt vielen Experten als vielversprechendster Anwärter auf eine radikale Verbilligung. Seit der Gründung 2005 hat es rund 36 Millionen Euro von Investoren eingesammelt, weitere Finanzierungsrunden sollen folgen.

Die Technologie entwickelte ein Professor der Universität Oxford. In Kooperation mit weiteren Forschungsgruppen hat sich Oxford Nanopore bereits ein dickes Patentportfolio gesichert.

Das Grundprinzip der Genomsequenzierung ist seit den 70er-Jahren praktisch gleich geblieben: Das Erbgut wird in kleine Schnipsel zerhackt, die dann ausgelesen werden. Das geschieht viele Male, wobei die DNA immer an anderen Stellen geschnitten wird. Beim eigentlichen Lesevorgang erzeugen die einzelnen Basen unterschiedliche Fluoreszenzsignale. Jeder DNA-Baustein wird dabei mit einem kleinen Marker versehen, der unter Lasereinstrahlung leuchtet. Eine Kamera nimmt ein Bild auf, der Computer berechnet aus dem Lichtsignal, um welche Base es sich handelt. Damit das Signal stark genug ist, um erfasst zu werden, müssen die einzelnen Schnipsel viele Male kopiert werden.

Nach dem Auslesen überprüft eine Software, an welchen Stellen sich die Sequenzen unterschiedlicher Stücke überschneiden, und errechnet daraus die richtige Abfolge. Das Ganze mutet an wie ein Puzzle aus vielen Millionen Teilen, dessen Einzelteile lediglich aus kleinen Kästchen von vier verschiedenen Farben bestehen. Das Problem bei dem Puzzle: Es gibt keine Vorlage, keiner weiß, wie das vollständige Bild auszusehen hat.

Zwei Drittel des Sequenzierungsmarkts werden derzeit beherrscht von Illumina und deren Genome Analyzer. Das US-Lifescience-Unternehmen hat die Technologie 2007 vom Biotech-Startup Solexa gekauft. Den Rest des Kuchens teilen sich der Pharmakonzern Roche und Life Technologies, ein Konglomerat, das 2009 aus zwei Biotechnologiefirmen hervorgegangen ist.