Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/biohacking-das-leben-ist-programmierbar-1312-103052.html    Veröffentlicht: 03.12.2013 09:25    Kurz-URL: https://glm.io/103052

Biohacking

Das Leben ist programmierbar

Sie treffen sich an den Wochenenden und experimentieren mit Erbinformationen. Biohacker wollen den Code des Lebens wie ein Computerprogramm verstehen lernen und umprogrammieren - im Heimlabor.

Aliivibrio fischeri leuchtet. Wer das Bakterium züchten will, darf nicht zimperlich sein. Denn A. fischeri vermehrt sich auf vergammeltem Fisch am liebsten. Biologiestudenten finden das Bakterium trotzdem toll. Weil es sich auch in einem Zimmer in einer Hinterhofwohnung züchten lässt. Einer der ersten deutschen Do-it-yourself-Biologen, Rüdiger Trojok, hat so einen Raum als Labor eingerichtet. Zwei Tische und ein Regal, mehr passt nicht rein. Bakterien brauchen zum Glück wenig Platz. Trojok gehört einer noch jungen Bewegung an, die mit lebenden Organismen und Erbinformationen experimentiert - Biohacker genannt. Sie selbst nennen sich Biobastler oder Biotüftler. Eines Tages könnten sie wie die Computerhacker die Welt verändern, glauben sie.

Dafür bauen sie sich Heimlabore und ersteigern Laborgeräte bei eBay. Wie die Computerhacker in den achtziger Jahren sind sie untereinander vernetzt. Der Unterschied: Statt mit Computercode experimentieren die Biohacker mit dem Code des Lebens. Laut Trojok ist genetischer Code ähnlich programmierbar wie Computercode. "Die Informationen sind nur etwas komplexer und weniger kontrollierbar, und das Debuggen ist extrem aufwendig." Der genetische Code könne aber genauso bearbeitet und später in eine Zelle geflasht werden wie Computercode in ein Programm, sagt er. Zellen könnten nur nicht wie ein Computerprogramm durch Strom aus der Steckdose betrieben werden, sondern durch chemische Energie.

Der Open-Source-Thermozykler

Trojoks Heimlabor sieht aus wie ein Raum aus einer längst vergangenen Zeit. Auf einem der beiden Tische steht eine alte Zentrifuge. Auch der Thermozykler daneben sieht antik aus. Moderne Forschung mit Technik aus dem vergangenen Jahrhundert? Die Geräte sind zwar alt, machen aber das, was neue Geräte auch tun: Sie helfen dabei, feste von flüssigen Stoffen zu trennen. Oder DNA-Stränge außerhalb einer Zelle zu kopieren wie der Thermozykler - das Filesharing-Gerät für Molekularbiologen.

Die Geräte waren für den privaten Gebrauch lange Zeit kaum bezahlbar. Mittlerweile hat ein Projekt zumindest den Thermozykler nachgebaut und bietet ihn als Baukasten inklusive Arduino-Board, Lüfter und Wärmeplatte für 600 US-Dollar an. Die Software steht unter der GNU GPL v3.

Biohacking ist Open Source. Alles soll öffentlich zugänglich gemacht werden - für jeden anwendbar und möglichst günstig. Die Idee seiner Diplomarbeit hat Trojok daher unter die Creative-Commons-Lizenz gestellt. Darin beschreibt der Biologiestudent ein Verhütungsmittel durch genmanipulierte Bakterien (PDF). Die Organismen könnten so umprogrammiert werden, dass sie in der Scheide Spermien abwehren. Das Biotech-Startup Synbiota hat die Idee aufgegriffen und entwickelt sie weiter - mit Unterstützung der Mozilla Foundation. Trojok will, dass jeder - allein aus ethischen Gründen - mitentscheiden und daran mitarbeiten kann. "Das Leben gehört schließlich auch allen."

Die Suche nach dem Bio-Compiler

Sarah Chareza ist Biochemikerin. Sie hat einen Doktortitel und arbeitet in einem Berliner Institut, das nach Mitteln gegen Krankheiten wie Krebs oder Parkinson forscht. Forschen und experimentieren will sie auch in der Freizeit. Biochemie ist nicht nur ein Job, es ist das Leben. Und das macht bekanntlich nie Feierabend.

In Trojoks Labor zerstückelt Chareza eine Makrele. Darauf sollen später die Leuchtbakterien wachsen, die sich sonst nur im Meer verbreiten. Dort helfen sie anderen Lebewesen zum Beispiel, sich auf der hellen Meeresoberfläche vor Feinden zu tarnen. Oder sie bringen Organe von Tiefseefischen zum Leuchten, um Beute anzuziehen. Dafür besitzen die Bakterien sogenannte Lux-Gene (Leuchtgene), die aktiviert werden, wenn viele der Organismen zusammentreffen. Den Zustand wollen Biohacker in ihrem Heimlabor künstlich herbeiführen.

<#youtube id="qrfF_FiorGg"> Wissenschaftler nutzen die Leuchtfähigkeit von Bakterien zum Beispiel, um die Wasserqualität zu überprüfen. Je stärker die Organismen leuchten, desto schlechter ist die Wasserqualität. Biohackern reicht das nicht. Sie lassen Pflanzen und Fische leuchten, indem sie ihnen die Lux-Gene einsetzen. In Kalifornien wollen Hobbyforscher sogar ganze Straßenzüge mit leuchtenden Bäumen erhellen, um Straßenlaternen zu ersetzen.

Die Möglichkeiten scheinen beinahe grenzenlos. Aber die Experimente der Biohacker sind aufwendig und teuer. DNA-Sequenzen können zwar am Computer verändert werden. Die künstlichen genetischen Bausteine müssen aber bei ausländischen Firmen bestellt werden. Damit ein Experiment gelingt, brauchen Forscher viele der geänderten Sequenzen.

Darum hoffen die Biohacker, dass es in ein paar Jahren einen DNA-Drucker für Heimanwender geben wird. Der kann geänderte und selbsterstelle Sequenzen einfach ausdrucken. Nur in die Zelle müssten sie ihn noch selbst einbauen. In Foren überlegen sie schon, wie der genetische Code wie Maschinensprache erstellt werden kann. Das Problem: Die DNA wird in den Organismen nicht so vorhersehbar wie ein Computerprogramm abgearbeitet. Das Leben kennt keine Abfolge von Maschinenbefehlen.

Die mutierte Bäckerhefe

In Hollywoodfilmen gehen Genexperimente fast immer schief. Die Leute sind skeptisch. Die Biohacker wissen das. Deshalb fahren sie quer durch die Republik, um Vorträge zu halten und die Vorurteile auszuräumen. Trojok hat neulich auf einem Kunstfestival in Dresden ein Gen aus der Bäckerhefe extrahiert und wieder zurück in die Hefe gepackt. Das damit gebackene Brot hat er gegessen.

Sein öffentliches Experiment durfte er trotzdem nur unter strengen Auflagen durchführen. Eine Bedingung: "Das Brot durfte die Räume nicht verlassen, die Umwelt und andere nicht gefährden", sagt Trojok. Außerdem sei darauf geachtet worden, dass nur er das Brot esse. Neugierig hätten die Besucher beobachtet, was mit ihm dabei passiere. Und? "Nichts."

Bei dem Gedanken daran, dass bei den Genexperimenten der Hobby-Genforscher etwas Gefährliches passieren könne, sei er sehr entspannt, sagt Rupert Mutzel. Mutzel ist Molekularbiologe an der FU Berlin. Man könne zwar nicht immer alles ausschließen, aber bisher sei auch bei aufwendigen Forschungen noch nie etwas passiert. Auch Wissenschaftsautor Richard Friebe, der zusammen mit zwei Kollegen die Hobbytüftler weltweit besucht und seine Erlebnisse aufgeschrieben hat, sagt: "Bisher ist es relativ unwahrscheinlich, dass jemand ein Killervirus herstellen kann." Und selbst wenn, würde es niemand machen, weil er dabei "selbst draufgehen wird".

Wissenschaftler und Hobbyforscher sollten zusammenarbeiten

Dass die Öffentlichkeit aufgeklärt werden muss, findet daher auch Friebe. Das könne zum Beispiel gelingen, indem die Wissenschaft mehr mit den Biohackern zusammenarbeiten würde. "Das passiert bisher relativ selten", hat er beobachtet, obwohl die Leute, die solche Community-Labore aufbauen, vorher selbst in Biotech-Firmen gearbeitet haben. Sie hätten also gewisse Kenntnisse und Erfahrungen, um zu forschen.

Wissenschaftler wie Mutzel sind trotzdem skeptisch. Ihm selbst ist vor zwei Jahren etwas Bahnbrechendes gelungen. Der Uni-Professor hat ein Bakterium gezüchtet, das auf Thymin, einen Grundbaustein des Lebens, verzichten kann. Stattdessen wird das Thymin synthetisch ersetzt. Dass solche Forschungsergebnisse in einem Hobbylabor entstehen könnten, bezweifelt er. "Das ist nicht so einfach, wie DNA aus einer Tomate zu extrahieren. Da steckt eine Menge Know-how dahinter", sagt er. Ein Thermozykler reicht dafür nicht aus.

Aufwendigere Experimente verbietet zumindest den deutschen Biohackern das Gesetz. Zwar haben die Hobbyforscher Zugang zu einer riesigen öffentlichen Datenbank mit DNA-Codes - die können sie am Computer auch verändern und die Sequenzen bei ausländischen Firmen bestellen. In Zellen einbauen dürfen die Hobbyforscher den veränderten Code aber nicht. Transgene Modifikation nennt das die Wissenschaft. In anderen Ländern wie den USA oder der Schweiz ist das erlaubt.

Die Natur ist der erfolgreichste Biohacker

"Das Gesetz ist grauenhaft veraltet und ergibt in Anbetracht neuer Erkenntnisse keinen Sinn mehr", sagt Trojok. Die Natur experimentiere selbst ständig mit dem Code. Bakterien im Darm tauschten ununterbrochen ihre Plasmide aus. Das sind Datenträger mit Erbinformationen, die wie ein Backup an andere Bakterien weitergegeben werden. Um gemeinsam zu überleben, muss jeder Organismus das aktuelle Update haben. "Die Natur kann mit diesen ständigen Veränderungen durchaus umgehen", sagt Trojok.

Der Biohacker sucht in seiner Küche ein Sieb. Es gibt keins. Der Aufsatz einer Zitronenpresse tut es auch. Improvisieren ist ein fester Bestandteil des Biohackings, denn Geld ist knapp. Die Hobbyforscher müssen alles selbst bezahlen. Ein Schnellkochtopf wird zum Autoklav, einem Laborgerät zum Sterilmachen von Laborgeräten und Abtöten von Bakterien. Geschirrspülmittel wird zum Beispiel zur Beschleunigung von biochemischen Vorgängen eingesetzt. So wie bei dem Versuch, die Erbinformationen aus einer Zelle herauszuholen. Eine Zellmembran besteht aus Fett. Das Geschirrspülmittel löst sie auf. Die DNA wird sichtbar.

Programmrezepte werden ausgetauscht

Trojok ist fest davon überzeugt, dass Biohacker irgendwann so weit sind, professionelle Forschungen zu betreiben - in den nächsten zehn bis zwanzig Jahren vielleicht, schätzt er. Dann könnten Hobbygenforscher möglicherweise sogar entscheidende Innovationen in medizinischen Bereichen zum Beispiel bei der Krebsbekämpfung mitbeeinflussen. "Der erste Schritt ist gemacht, indem sich eine Community gebildet hat. Im Laufe der Zeit sammelt sich immer mehr Wissen an, indem Protokolle ausgetauscht und aufgearbeitet werden." Protokolle sind wie Rezepte für Forschungsabläufe. Auch für die Vermehrung von Aliivibrio fischeri gibt es eins.

In seinem Hobbylabor kippt Trojok eine Flüssigkeit in eine Petrischale. Das flüssige Agar verwenden die Hobbyforscher, um ein steriles Umfeld für die Leuchtbakterien zu schaffen, damit keine anderen Organismen das Wachstum beeinflussen können. Wenn die Gelatine fest geworden ist, wird Sarah die Fischstücken darauflegen und mit dem Sud bestreichen. Darin befinden sich die Bakterien, die sich vermehren sollen - in den nächsten zwei Tagen. Wer das Leben programmieren will, braucht Geduld.  (sha)


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