Künstliches Leben – ein Mordsgeschäft?

Computergrafik eines Doppelhelix Models

Künstliches Leben – ein Mordsgeschäft?

Die synthetische Biologie begreift Leben wie eine Technologie: Sie will mit neuen Verfahren effizient biologische Produkte mit gesellschaftlichem Nutzen herstellen. So werden etwa Komponenten von biologischen Systemen entwickelt und verbunden – dazu gehört die Herstellung von Zellhüllen, die Bestandteile natürlicher Zellen ersetzen können. 

Auch die Konstruktion minimaler Organismen ist eine Aufgabe der synthetischen Biologie: Also die Erzeugung künstlicher Zellen, die über die genetische Mindestausstattung verfügen, um dann selbstständig lebensfähig zu bleiben. Ziel ist es, damit neuartige therapeutische Substanzen oder auch Treibstoff zu erzeugen. 

In der Forschung trägt sie zudem zu einem besseren Verständnis für grundlegende biologische Prozesse bei. Die synthetische Biologie baut auf der Gentechnik auf, erweitert diese aber unter anderem mit einem gezielten Einsatz von Informationsplattformen bei der Konstruktion von neuen biologischen Systemen, die so in der Natur nicht vorkommen.

Im Klartext bedeutet das: Die synthetische Biologie schafft künstliches Leben. Auch wenn das noch nach Science-Fiction klingt – die Forschung ist bereits weit vorangekommen. 2016 gelang dem Team um den Biochemiker Craig Venter nach jahrelanger Kleinstarbeit die Konstruktion eines künstlichen Bakteriums. Das so genannte Mycoplasma mycoides JCVI-syn3.0 enthält nur 473 Gene. 

Von 149 dieser Gene ist unklar, welche Funktion sie erfüllen – wenn jedoch eines davon entfernt wird, stirbt das Bakterium. Dieser Durchbruch und ähnlich gelagerte Experimente basierten jedoch auf weitgehend unveränderten, nur leicht gekürzten Kopien natürlicher Vorbilder. Jonathan Venetz von der ETH Zürich und seine Kollegen sind im April 2019 um einiges weitergegangen: Ihr synthetisches Bakteriengenom ist keine reine Kopie, sondern in Teilen ein mit Computerhilfe neu entworfenes Konstrukt.

Den Ausgangspunkt für das Experiment bildete das Erbgut des Süßwasserbakteriums Caulobacter crescentus. Dessen Genom besteht aus rund 4.000 Genen, von denen jedoch nur rund 680 essentiell für das Überleben der Mikrobe sind, wie frühere Studien belegt haben. Der nächste Schritt der Gruppe wird nun sein, ob aus dem Genom ein lebensfähiger synthetischer Organismus entstehen kann. 

Die Forscher*innen sind optimistisch: «Auch wenn die derzeitige Genom-Version noch nicht perfekt ist, so zeigt unsere Arbeit dennoch, dass biologische Systeme so einfach aufgebaut sind, dass wir sie in Zukunft am Computer nach unseren Zwecken definieren und anschließend bauen können», meint etwa Matthias Christen, ein Kollege von Venetz.

Es ist folglich nicht erstaunlich, dass die synthetische Biologie einen Boom erlebt. Verschiedene Unternehmen und Start-ups liefern sich ein Wettrennen darum, die Methoden der synthetischen Biologie so in den Griff zu bekommen, dass sie maßgeschneiderte Produkte erzeugen und liefern können. Oder sie entwickeln neue Geräte und Produkte, die Forschende bei ihrer Arbeit unterstützen. 

Dazu gehört die von Kevin Ness gegründete Firma Inscripta, die sich laut einem Bericht des Wirtschaftsmagazin Forbes von Investoren soeben eine Finanzspritze von 260 Millionen sichern konnte. Inscripta will mit Onyx 2020 den ersten Personal Computer für synthetische Biologie auf den Markt bringen: Das Gerät soll auf einem Schreibtisch Platz finden und es den Wissenschaftler*innen ermöglichen, Zellen einfacher und schneller zu modifizieren. 

Bisher erlaubt es die Manipulation von genetischem Material bei Mikroben. Zukünftig sollen aber auch die ungleich komplexeren Stränge von Säugetieren manipulierbar werden. Kosten soll Onyx schlappe 350'000 US Dollar, exklusive Software und Zubehör. Ein Schnäppchen. 

Mikroskopaufnahme eines Pilzgeflechts

Leder aus dem Labor

Verschiedene Unternehmen experimentieren derzeit an neuen Methoden für die Herstellung von Leder. Und was erweist sich dabei als vielversprechend? Pilze.