Genetik : Ingenieure des Lebens

Experten diskutieren in der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften die Chancen und Grenzen der Synthetischen Biologie. Die Forschung kann in manchen Bereichen gewaltige Fortschritte vorweisen.

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Familienplanung. Auch in der Rinderzucht soll das neue Forschungsgebiet helfen. Spezielle Kapseln erkennen, wann Kühe empfängnisbereit sind und setzen dann Spermien frei, damit die Tiere schneller schwanger werden.
Familienplanung. Auch in der Rinderzucht soll das neue Forschungsgebiet helfen. Spezielle Kapseln erkennen, wann Kühe...Foto: picture alliance / dpa

Auf saftigen Almweiden grasen glückliche Kühe: In den Schweizer Kanton Fribourg reisen großstadtmüde Urlauber, um Natur pur zu genießen. Mit dem schwierigen Begriff „Synthetische Biologie“ würde man die Gegend wohl kaum in Verbindung bringen. Doch genau das tut Martin Fussenegger, Professor für Biotechnologie und Bioingenieurwissenschaften an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Basel. Er und seine Mitarbeiter haben eine Kapsel aus Cellulosesulfat entwickelt, die das Timing bei der künstlichen Befruchtung von Milchkühen perfektionieren soll. Sie enthält neben dem Sperma des Bullen auch Zellen, die es ermöglichen, mittels eines genetischen Schaltkreises die Konzentration des Eisprunghormons LH zu ermitteln. Zum passenden Zeitpunkt „verdaut“ das Enzym Cellulase die Cellulose-Hülle. So werden die Spermien genau dann freigesetzt, wenn die Eizellen der Kuh empfängnisbereit sind; der Landwirt ist nicht mehr auf seine Intuition angewiesen.

Die Kapsel, die im Laborversuch erfolgreich war und jetzt im Kanton Fribourg getestet wird, war eines der Beispiele, die der Baseler Forscher am Montag in der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften (BBAW) dem Publikum vorstellte. Das Thema des Abends, der von Tagesspiegel-Mitarbeiter Kai Kupferschmidt moderiert wurde, lautete „Synthetische Biologie. Wird die Lebenswissenschaft zur Ingenieurskunst?“ „Es ist sehr viel, was uns die Biologie in letzter Zeit zumutet“, hatte Akademiepräsident Günter Stock einleitend festgestellt. Wer auf dem Laufenden bleiben wolle, müsse immer neue Begriffe lernen, immer neue Verfahren verstehen, immer neue Debatten nachvollziehen.

Diesmal bewegt er sich auch noch in einem Grenzgebiet von Biologie, Molekularbiologie, Chemie, Ingenieurwissenschaften, Biotechnologie und Informationstechnik. „Wissenschaftler der verschiedenen Disziplinen arbeiten dabei zusammen, um biologische Systeme mit neuen, definierten Eigenschaften zu entwickeln“, so hatten die Deutsche Forschungsgemeinschaft und mehrere wissenschaftliche Akademien in einem gemeinsamen Papier vor zwei Jahren den Begriff erläutert. Der Biologe werde damit „zum Designer neuartiger Moleküle, ganzer Zellen, bis hin zu Geweben und Organismen“. Knapp ein Jahr später kam der rührige US-Genomforscher Craig Venter auch auf diesem Gebiet groß heraus. Er berichtete über das komplett im Labor hergestellte künstliche Genom einer Zelle, das anschließend in einer von ihrer Erbsubstanz befreiten Bakterienzelle zum Leben erweckt wurde.

„Wir sind heute in der Lage, Erbgut chemisch im Reagenzglas zu synthetisieren“, sagte Alfred Pühler vom Institut für Genomforschung und Systembiologie der Universität Bielefeld. Auch wenn die Eigenschaften des Lebens dabei genutzt würden, könne man nicht von „künstlichem Leben“ sprechen. Allenfalls gehe es um die Konstruktion von „Minimalzellen“, denen all jene Eigenschaften fehlen, die zum Überleben in der freien Natur gebraucht werden. Vielmehr gehe es darum, genetische Schaltkreise zu konstruieren und maßgeschneiderte Stoffwechselwege zu bahnen. So gesehen sei die Synthetische Biologie die logische Fortsetzung der Molekularen Biologie: „Sie analysiert, was in der Zelle abläuft, im Anschluss daran kann man es ingenieurmäßig weiterentwickeln.“

Aber braucht eine solche Fortführung einen eigenen Namen? Und wenn, dann welchen? Liegt „synthetisch“ nicht gefährlich nahe bei „künstlich“? „Die Anspielung auf die synthetische Chemie ist irreführend, ich würde lieber von ,Konstruktiver Biologie’ sprechen, um ein falsches Unbehagen zu vermindern“, schlug der Philosoph Friedrich Gethmann vor, Direktor der Europäischen Akademie Bad-Neuenahr-Ahrweiler. Er sieht die neue Fachrichtung in einer langen Tradition menschlicher Eingriffe in die Natur. Grenzen müssten aber da gezogen werden, wo die Vielfalt des Lebendigen oder die Vertrautheit der natürlichen Umwelt gefährdet seien.

„Neues Leben brauchen wir nicht, aber wir möchten das Leben lebenswerter machen“, umriss Fussenegger seine Ziele. Dazu beitragen könnten eines Tages auch implantierbare Kapseln, in denen Sensoren und genetische Netzwerke die Harnsäure kontrollieren und zugleich regulieren. Sie sollen Menschen von quälender Gicht befreien. Noch ist das Grundlagenforschung und funktioniert nur bei Mäusen. „Doch täglich rufen schon Gichtpatienten bei der ETH an“, berichtete Fussenegger. So zeigte der Abend auch: Nicht nur diffuse Ängste, auch verfrühte Erwartungen der Gesellschaft können für ein junges Forschungsfeld zur Hypothek werden.

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