Künstliches Leben aus dem Labor

Vor gut einem Jahr sorgte der durch die Entschlüsselung des menschlichen Genoms bekannt gewordene Gentechnik-Pionier Craig Venter mit der Meldung, den ersten künstlichen Organismus geschaffen zu haben, für Schlagzeilen. Zur Erinnerung: Er und sein Team hatten aus Genomstücken eines Bakteriums einen Minimal-Erbsatz zusammengebastelt und diesen in die Zellhülle eines anderen Bakteriums eingeführt. Sicherheitshalber wurden noch ein paar „Wasserzeichen“ ins Genom mit eingebaut, um diesen neuen Organismus, der sich auch vermehren konnte, zu markieren. Eine wirklich künstliche Lebensform war das „Mycoplasma 1.0“ getaufte Minimal-Bakterium zwar streng genommen nicht, sondern eher eine unnatürlich erzeugte Zelle, aber ein Meilenstein auf dem noch jungen Gebiet der synthetischen Biologie.

Erst kürzlich jedoch wurde von einer „Designermikrobe“ berichtet, deren Erbgut grundsätzlich anders zusammengesetzt ist, als es sonst in der Natur vorkommt, so dass man von einer wirklich künstlichen Lebensform sprechen kann. Bisher bestand der genetische Code aus den Buchstaben A, C, G und T für die Nucleobasen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin. Einem internationalen Forscherteam um Rupert Munzel von der Freien Universität Berlin aber ist es gelungen, das Thymin in der DNA-Doppelhelix eines Bakteriums durch das strukturell ähnliche 5-Chloruracil zu ersetzen.

Die Wissenschaftler nutzten eine Art von gezielter Evolution im Zeitraffer: Sie nahmen „umprogrammierte“ Escherichia-coli-Bakterien, deren Stoffwechsel derart manipuliert war, dass sie selbst kein Thymin produzieren konnten, sondern auf die Zufuhr davon im Nährmedium angewiesen waren. Große Populationen dieser Mikroben wurden von Generation zu Generation jeweils solchen Mengen von 5-Chloruracil in der Nährlösung ausgesetzt, die sie gerade noch so tolerieren konnten. Die Konzentration dieser toxischen Substanz wurde im „Evolutionsautomaten“ immer dann erhöht, sobald Mutationen auftauchten, die das Gift besser vertrugen und sich logischerweise stärker vermehrten als die weniger angepassten Varianten. Nach rund 1000 Generationen hatten die Forscher einen Organismus gezüchtet, in dessen Erbgut fast das gesamte Thymin durch 5-Chloruracil ersetzt ist.

Und was versprechen sich Forscher von solch neuen und exotischen Lebensformen? Derartige „synthetische“ Mikroben, die beispielsweise Pharmaka oder Impfstoffe produzieren könnten, haben im Gegensatz zu gentechnisch veränderten Organismen in der freien Natur keine Überlebenschancen, da sie ja auf chemische Substanzen angewiesen sind, die es dort nicht gibt. Und selbst dann, wenn einige aus dem Labor „ausbüchsen“ sollten: Wegen des völlig unterschiedlichen DNA-Aufbaus ist der Austausch von Erbgut mit natürlichen Bakterien, also auch dieses Risiko ausgeschlossen. Ob das aber Gentechnik-Skeptiker wirklich beruhigt, da habe ich doch meine Zweifel. Die Debatte um die ethischen Aspekte künstlichen Lebens jedenfalls hat schon lange vor der Chloruracil-Mikrobe begonnen. Jetzt bekommt sie neue Nahrung.

Dr. Hans-Jürgen Hundrieser