SYNTHETISCHE BIOLOGIE: Rechnen mit DNS, Programmieren mit Genen

Wenn es nach der synthetischen Biologie geht, dann sind die Computer der Zukunft zu 100 Prozent „Bio“. Denn der Bio-Computer lebt. Er besteht aus Bakterien. Sie rechnen mit genetischen Schaltkreisen, vermehren sich selbstständig, werden durch Auswahlprozesse ständig verbessert und bestehen aus Milliarden einzelner Rechenelemente, die jeder für sich parallel nach Lösungen suchen.

Die Bioinformatiker sind überzeugt, dass die Rechenpower der Mikroben herkömmliche Computer auf Silikonbasis zu lahmen Taschenrechnern machen können. Ein Beispiel ihrer Kunst liefern sie im „Journal of Biological Engineering“, in dem US-Forscher berichten, wie E.-coli-Bakterien das „Problem des Handlungsreisenden“ lösten. Das besteht darin, zwischen mehreren Orten, die alle vom Handlungsreisenden besucht werden müssen, den kürzesten Weg zu finden. Für Computer ein notorisches Problem, weil jeder Weg einzeln und nacheinander durchgerechnet werden muss – die Bazillen dagegen arbeiteten parallel an der Lösung.

Im Fachblatt „Nature“ (online vorab) demonstriert George Church, Pionier der synthetischen Biologie an der Harvard-Universität, wie eine neue biotechnische Plattform namens „Mage“ das „Programmieren“ von E.-coli-Erbanlagen rapide beschleunigt. Mit dem Verfahren erhöhte Church die Bildung der Substanz Lycopin, deren Produktionsanleitung in das Bakterium eingeschleust worden war. „Wir schufen 15 Milliarden genetische Varianten in drei Tagen und steigerten die Lycopin-Produktion um 500 Prozent“, sagte Church. Mit herkömmlicher Gentechnik hätte man Jahre dafür gebraucht. wez