Synthetische Biologie

US-Forscher schaffen künstliche Bakterien

Forscher aus den USA haben erstmals ein Bakterium mit einem künstlich geschaffenen Genom ausgestattet. Sie entwarfen das Erbgut am Computer und setzten es einem Mikroorganismus ein. Dieser reproduzierte sich mit dem synthetischen Erbgut.

Artikel veröffentlicht am 22. Mai 2010, 14:29 Uhr, Werner Pluta

Es ist ein uralter Menschheitstraum: aus toter Materie Leben zu erschaffen. Forschern vom J. Craig Venter Institute (JCVI) ist genau das gelungen. Das Team unter der Leitung von Daniel Gibson hat ein Bakterium mit künstlichem Erbgut geschaffen, das sich selbst replizieren kann. Die Ergebnisse ihrer Arbeit haben Gibson und seine Kollegen im US-Fachmagazin Science veröffentlicht.

Erbgut aus dem Computer

Die Forscher hatten zunächst das Erbgut des Bakteriums Mycoplasma capricolum entschlüsselt und dann am Computer ein neues, aus mehr als einer Million Basenpaaren bestehendes Genom entworfen. Das stellten sie anschließend im Labor her und pflanzten es in ein Mycoplasma capricolum ein. Die künstliche DNA brachte die Wirtszelle dazu, nur noch Proteine zu produzieren, die in der synthetischen DNA codiert waren, wodurch das ursprüngliche Erbgut zerstört wurde. Nach zwei Tagen fanden die Wissenschaftler schließlich klar sichtbar eine Kolonie von Mycoplasma mit dem neuen Erbgut.

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Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 (Foto: JCVI)

Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 haben sie diesen ersten künstlich geschaffenen Organismus genannt. Er ist das Ergebnis von 15 Jahren Forschungsarbeit: 1995 hatten die Forscher um den US-Biochemiker Craig Venter das Erbgut eines Bakteriums entschlüsselt. Fünf Jahre später wurde Venter damit bekannt, dass er als Erster das menschliche Genom sequenzierte - und damit das öffentlich finanzierte Human Genome Project (HGP) überholte, das sich seit 1990 mit dem menschlichen Erbgut beschäftigte. Venter bestritt seine Arbeit mit privaten Mitteln.

Software des Lebens schreiben

"Die Fähigkeit, routinemäßig die Software des Lebens zu schreiben, öffnet die Tür zu einem neuen Zeitalter der Wissenschaft", feiern die Wissenschaftler ihre Entdeckung. Das ermögliche es beispielsweise, bessere Biokraftstoffe herzustellen, neue Impfstoffe oder Arzneimittel beziehungsweise Techniken für die Gewinnung sauberen Wassers. Bei der Forschungsarbeit hätten sie stets die gesellschaftlichen Implikationen im Blick gehabt, sagt Venter. Dieser Durchbruch sei ihrer Ansicht nach "eine der mächtigsten Technologien und industriellen Treiber zum Nutzen der Gesellschaft".

Kritiker sehen die Entwicklung weniger positiv. "Synthetische Biologie wirft sicherlich auch tiefgreifende philosophische und moralische Fragen über das Verhältnis des Menschen zur Natur auf", gibt etwa Gregory Kaebnick vom Hastings Center zu bedenken. Diese Fragen seien nicht neu, ergänzt Thomas Murray, Chef des Hastings Center. Andere wissenschaftliche Disziplinen wie die Nanotechnologie oder die Genforschung hätten sie auch schon aufgeworfen, "aber die synthetische Biologie stellt sie besonders scharf und drängend." Das in Garrison im US-Bundesstaat New York angesiedelte Hastings Center ist ein unabhängiges Forschungsinstitut, das sich seit über 40 Jahren mit Fragen der Bioethik beschäftigt.

Bakterium mit Kopierschutz

Umstritten ist Venter auch, weil er für die Privatisierung von Forschung eintritt und auf seine Entwicklungen Patente anmeldet. Auch Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 will sich sein Unternehmen Synthetic Genomics patentieren lassen. Damit auch keiner das Bakterium kopieren kann, haben die Forscher ein Wasserzeichen in sein Genom eingefügt: Sie haben aus dem Alphabet der Gene und Proteine die E-Mail-Adressen der Forscher sowie drei Zitate aus literarischen Werken geformt, darunter eines aus James Joyces "Porträt des Künstlers als junger Mann": "Leben, irren, scheitern, triumphieren, Leben aus Leben neu erschaffen."