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Forschungserfolg für Craig Venter: Leben mit künstlichem Kern

Wissenschaftler um Craig Venter haben Bakterien erzeugt, deren Erbgut im Labor gebaut wurde. Es ist ein Schritt hin zum künstlichen Leben - ein Forschertraum, der allerdings auch Angst machen kann.

Es sei ein wenig wie Lego, sagte Craig Venter in einem Interview. Man müsse viele kleine Teile wieder richtig zusammensetzen. Das klingt nach sympathischer Bastelei und ist natürlich eine Untertreibung. Denn Venter und seine Kollegen haben kein Raumschiff aus bunten Plastikquadern gebaut, sondern ein Bakterium erschaffen, dessen gesamtes Erbgut - Genom, wie es in der Forschung heißt - im Labor herstellt wurde. Noch kein komplett künstliches Leben, aber ein entscheidender Schritt auf dem Weg dorthin. Im Fachmagazin "Science" berichten die Genforscher des kalifornischen Craig-Venter-Instituts von ihrem Erfolg.

Wissenschaftler versprechen sich in Zukunft viel von künstlichen Mikroorganismen. Um nur einige Beispiele zu nennen: Sie könnten etwa Wasser reinigen oder neue Chemikalien produzieren. Algen könnten das Treibhausgas Kohlendioxid aus der Luft ziehen und dabei gleichzeitig Kraftstoffe erzeugen. Doch von solchen maßgeschneiderten Helfern ist die Wissenschaft noch weit entfernt.

Bislang war der Weg ausgesprochen steinig. Mehr als ein Jahrzehnt Arbeit von 20 Forschern steckt zum heutigen Zeitpunkt Venters Projekt. Die Kosten werden laut "Science" auf 40 Millionen Dollar (32,4 Millionen Euro) geschätzt. Eigentlich wollte Craig Venter, der in den 90ern berühmt wurde, weil seine Firma Celera bei der Entschlüsselung des menschlichen Genoms mit dem Humongenomprojekt konkurrierte und später für Aufregung sorgte, weil er sein eigenes Erbgut entschlüsseln ließ, viel früher eine Mikrobe mit dem synthetischen Genom präsentieren, aber lange Zeit klappte es einfach nicht.

In einem früheren Experiment hat die Forschergruppe das Erbgut eines Bakteriums auf ein anderes übertragen. Über die Herstellung eines kompletten Bakterien-Genoms im Labor ist berichteten sie 2008. Nun kombinierten sie beide Schritte.

Forscherhumor: Zitate im Gencode versteckt

Das Genom, das sie zuerst auf rein chemische Weise und später mithilfe von Hefezellen zusammenbauten, ist kein völlig künstliches, sondern das des Bakteriums Mycoplasma mycoides. Allerdings fügten sie "Wasserzeichen" ein, um später die künstliche DNA von natürlicher unterscheiden zu können. Im Gencode finden sich daher - für alle, die es entschlüsseln können - die Namen vieler an dem Projekt Beteiligter, einige Zitate und auch eine Mail-Adresse. Dieses Erbgut schleusten sie dann in Mycoplasma capricolum, eine andere, nahe verwandte Bakterienart ein. So lautete jedenfalls der Plan. Denn erst einmal klappte es partout nicht. Ein einzelner Fehler in der mehr als eine Million Grundbausteine umfassenden DNA-Sequenz entpuppte sich als Ursache, allein dadurch geriet das Projekt drei Monate in Verzug.

Schließlich gelang es den Forschern aber, das künstliche Genom in die Bakterien zu übertragen, wo es das natürliche Erbgut verdrängte und dafür sorgte, dass sich der Mikroorganismus umbaute. Fertig war das Lebewesen mit synthetischem Genom. Im Labor zeigte sich das dadurch, dass sich die Bakterienkolonien blau färbten. Ein Zeichen dafür, dass hier nicht mehr M. capricolum wuchs, sondern M. mycoides - die Mikrobe, deren Erbgut eingeschleust wurde. Bei einer Erbgut-Entzifferung dieser Bakterien entdeckten die Forscher, wie erhofft, die Wasserzeichen.

Um zur maßgeschneiderten Hilfsmikrobe zu gelangen, ist jedoch mehr nötig. Die Wissenschaftler müssen ein Genom so konstruieren, dass es ihrer Bakterie die gewünschten Fähigkeiten verleiht. Für komplett künstliches Leben müssten sie sogar ohne vorgefertigte Bausteine wie die Mikroorganismen auskommen, die hier als Hülle fürs Genom dienten.

Wie ein Computer, der umformatiert wurde

Doch jeder Forschungsfortschritt auf diesem Gebiet weckt nicht nur für Begeisterung, sondern auch für Unbehagen. So besteht die Sorge, dass in Zukunft auch besonders gefährliche Mikroorganismen entwickelt werden könnten. "Die Möglichkeit des Missbrauchs besteht leider", sagt US-Forscher Eckhard Wimmer, dessen Team 2002 den ersten synthetischen Virus erzeugte. Die Frage, ob die künstlichen Lebewesen, allen Sicherheitsmechanismen zum Trotz, nicht doch irgendwann, irgendwo aus einem Labor entwischen, lässt sich ebenfalls stellen.

Auch ethisch wirft die Verwandlung einer Bakterienart in eine andere durch ein eingeschleustes Fremd-Genom Fragen auf. Forscher haben hier einem Lebewesen quasi ihren Willen aufgezwungen, es umformatiert, als hätten sie ein neues Betriebssystem auf einen Computer gespielt. Auch wenn kein Wissenschaftler solche Versuche mit komplexeren Lebewesen plant, kann allein die Tatsache beunruhigen, dass es bei Bakterien möglich ist.

Kenneth Oye vom Massachusetts Institute of Technology fasst es in einem begleitenden Artikel in "Science" gut zusammen: "Wir haben keine Ahnung, welchen Nutzen und welche Risiken dies auf lange Sicht mit sich bringt."

Nina Bublitz
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