Intelligentes Bio-Design#

Mit freundlicher Genehmigung aus der Wochenzeitung DIE FURCHE (Donnerstag, 12. Juni 2008)

von

Thomas Mündle

Hamilton Smith war in seinem Leben schon an einigen wissenschaftliche Revolutionen beteiligt: 1978 bekommt er (zusammen mit Werner Arber und Dan Nathans) den Nobelpreis für Medizin für die Entdeckung und Anwendung der Restriktionsenyzme. Diese Genscheren sind für die gentechnische Veränderungen von Organismen ein unverzichtbares Werkzeug. Im Juni 2000 folgt der nächste Coup: Celera Genomics gibt bekannt, dass die erste komplette Version eines menschlichen Genoms entschlüsselt wurde – Smith ist Mitbegründer des Unternehmens. Letzte Woche nun hielt der 78-Jährige einen Fachvortrag am Institut für Molekulare Pathologie in Wien. Ein übervoller Saal mit Wissenschaftern hörte dabei die Ausführungen zu seiner nächsten „big idea“: Die Konstruktion eines ganzen Genoms und damit eines künstlichen Lebewesens. „Wir wollen den genetischen Code nicht mehr nur lesen, wir wollen ihn schreiben“, meinte Smith, seinen Geschäftspartner Craig Venter zitierend. Dabei ist das Schreiben von Text – das richtige Aneinanderfügen der DNA-Basen – eine gewisse Herausforderung. Doch die Methode arbeitet immer besser, mit weniger Tippfehler und vor allem günstiger, wie der Nobelpreisträger betonte: „Die Kosten sind, dem Mooreschen Gesetz entsprechen, in den letzten Jahren dramatisch gefallen.“ Der Verweis auf das Mooresche Gesetz kam nicht von ungefähr. Intel-Mitbegründer George Moore hat in den 1960er Jahren korrekt vorausgesagt, dass die Anzahl platzierbarer Transistoren auf elektronischen Schaltkreisen exponentiell steigen wird – eine Voraussetzung für den Siegeszug des Heim-PCs. Dabei geht die Analogie zum Computer noch weiter: Den gesamten DNA-Text – das künstliche Genom – nennt Smith ein „Betriebssystem“. Dieses gilt es in einem ersten Schritt zusammenzubauen. Dann soll in einem zweiten Schritt das Betriebssystem in einer Zell-Hülle (quasi die Hardware) „hochgefahren“ werden. In einem dritten Schritt wäre es dann möglich, weitere synthetische DNA-Stücke hinzuzufügen – Programme zu schreiben –, die ganz unterschiedliche Anweisungen enthalten können, so etwa zur Produktion von Ethanol oder Wasserstoff.

Lukrative Anwendung#

An diesen zwei sehr lukrativen Anwendungen forschen auch Smith und sein Team. In seinem Vortrag redete er jedoch ausschließlich über die Erfolge, ein Betriebssystem zu schaffen und den „Computer“ zu starten – und allein die sind bemerkenswert. Für das Betriebssystem haben sich die Forscher das Genom von Mycoplasma genitalium ausgesucht. Dieses Bakterium besitzt mit rund 580.000 Basenpaaren und nur 485 Genen das kleinste bekannte Genom. (Zum Vergleich: Der Mensch hat rund drei Milliarden Basenpaare und 25.000 Gene.) Doch nicht alle Gene sind lebensnotwendig. Um einen noch einfacheren „Minimalorganismus“ zu erhalten, wurden deshalb alle überschüssigen Gene (rund hundert) ausgeschaltet. Nachdem die DNA-Sequenz dieses Minimalorganismus bestimmt worden war, wurde mit dem künstliche Bau des Genoms aus einzelnen Basen begonnen. Doch die besten Firmen können zurzeit standardmäßig maximal ein paar tausend DNA-Basen zusammenfügen, nicht aber eine halbe Million. Smith und sein Team bestellten also möglichst lange DNA-Stücke und nähten diese dann in mühevoller Kleinarbeit zu einem vollständigen Genom zusammen. Die erfolgreiche Geburt des zu hundert Prozent künstlichen M. genitalium JCVI-1.0 wurde am 24. Jänner 2008 im renommierten Wissenschaftsmagazin Science verkündet (wobei der Namenszusatz auf den Geburtsort hinweist: Das J. Craig Venter Institute).

Neues Microbesoft?#

Doch lässt sich diese künstliche DNA als Betriebssystem in einer Zelle installieren? Bereits im Herbst letzten Jahres hatte die Forschungsgruppe das (natürliche) Genom von M. mycoides in eine verwandte Bakterienart, M. capricolum, eingeschleust, das alte Betriebssystem gelöscht und das neue erfolgreich zum Laufen gebracht (Science, 3.8.2007). Doch funktioniert das auch mit einem rein künstlichen Genom, dem im Labor hergestellten M. genitalium JVC-1.0? Smith zeigte sich zuversichtlich, dass auch dieser nächste Schritt in Richtung Biocomputer gelingen wird: „Wir arbeiten daran.“ Seitens der Zuhörer gab es dann keine weiteren Fragen. Vielleicht weil die anwesenden Wissenschafter wussten, dass der Nobelpreisträger als Privatunternehmer keine genaueren Details über den aktuellen Forschungsstand preisgeben würde? Auch für ein journalistisches Interview war er nicht zu haben. Dabei ist es kein Geheimnis, dass das Craig Venter Institute 2007 ein Patent für einen Kunst-Organismus angemeldet hat, mit dem es dereinst möglich sein soll, günstig Treibstoffe zu produzieren. Jim Thomas, Sprecher der ETC Group, einer kanadischen NGO, meinte damals: „Dieser Monopolanspruch signalisiert den Beginn eines hohe Gewinne versprechenden Wettrennens, bei dem es darum geht, künstliche Lebensformen zu synthetisieren und zu privatisieren.“ Und fügte fragend hinzu: „Wird die Firma das Microbesoft der Synthetischen Biologie werden?“

DIE FURCHE, Nr.24, 12. Juni 2008

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