Synthetisches Bakterium Ein Schöpfungsakt

Wissenschaftler erzeugten Zellen mit synthetischem Erbgut. Kann die Biologie nun klären, was die Natur des Lebens ist?

Ein konservierter menschlicher Embryo, gezeigt in einer Londoner Ausstellung

Ein konservierter menschlicher Embryo, gezeigt in einer Londoner Ausstellung

Die Liste der Zutaten ist kurz. Viel Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, reichlich Stickstoff, dazu Phosphor und etwas Schwefel. Schließlich Salze, eine Prise Kobalt, Zink und Mangan. Man könnte damit Felder düngen. Oder Leben erschaffen.

Die genaue Rezeptur, die aus Elementen toter Materie belebte Natur entstehen ließ, ist indes seit vier Milliarden Jahren verschollen. Damals war sie ganz offensichtlich ein Volltreffer. Schon bald nach der Entstehung der ersten, noch primitiven Lebewesen wimmelte es auf der Erde: Bakterien, Einzeller, Pilze, die Pflanzen und schließlich die Tiere entstanden – Leben erwies sich als Erfolgsrezept.

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Ein Stoff aus Retorten und Maschinen erwacht erstmals zum Leben

Craig Venter
Craig Venter

Man nennt ihn auch "Herr der Gene". Als erster Wissenschaftler sequenzierte der 1946 geborene Biochemiker das menschliche Genom. Heute forscht er an seinem eigenen Institut an zwei Standorten in den USA. Craig Venters Arbeiten sind zum Teil ethisch umstritten – gleichzeitig gilt er als Genetik-Pionier.

Bis heute ist es nicht gelungen, die atemberaubende biologische Vielfalt auch nur annähernd zu erfassen, geschweige denn, ihre Urkraft zu entschlüsseln. Sicher ist nur: Alles Lebendige auf Erden stammt von einem unbekannten Protowesen aus der Frühzeit des Planeten ab. Wie aber ist jener Funke beschaffen, der das Feuerwerk der organischen Natur zündete – und das Leben bis heute am Laufen hält? »An welcher Stelle tritt der entscheidende Übergang von toter zu lebender Materie ein?«, grübelt der Chemiker Helmut Schwarz von der Technischen Universität Berlin , einer der Besten seiner Zunft. »Das können wir bis heute nicht sagen.«

Nun tritt ausgerechnet die jüngste Disziplin der Biowissenschaften an, eine Antwort zu geben: Die Synthetische Biologie will Lebewesen gezielt verändern, ihre inneren Prozesse steuern, gar neue Kreaturen erschaffen. Im Verein mit der Genomforschung dringt sie dabei zum Kern des Lebens vor. Wie weit sie schon gekommen ist, zeigte sich am Freitag vergangener Woche.

Im Fachblatt Science präsentierte der Forschungsvisionär Craig Venter seinen jüngsten Coup. In den Labors seines privaten J. Craig Venter Institute (JCVI) in Rockville, Maryland, erschufen Wissenschaftler einen Mikroorganismus, der vollständig von künstlich synthetisiertem Erbgut kontrolliert wird – das in Maschinen aus toten Atomen entstand. Und, diese Kreatur wächst und vermehrt sich: »Mein Gott – es lebt«, erschauerte die Frankfurter Rundschau .

Gentechnik
Ein erster Hauch künstlichen Lebens: Craig Venter verkündet das erste künstlich hergestellte Bakterium

Ein erster Hauch künstlichen Lebens: Craig Venter verkündet das erste künstlich hergestellte Bakterium

Schon im Jahr 1998 hatte Venter mit dem Start seines legendären Wettlaufs gegen das internationale Projekt zur Entzifferung des Humangenoms weltweit Aufsehen erregt. Die Feuilletons feierten ihn als Gen-Guru. Nicht minder groß war die Aufregung, als er versprach, Leben zu erzeugen. Künstlich programmierte Zellen, erklärte Venter, könnten die Prinzipien des Lebens deutlich machen und ganz nebenbei die Welt von Energieproblemen befreien, Arzneimittel produzieren oder verseuchte Böden reinigen.

Vier spektakuläre Experimente hat sein Team, zu dem einige der Klügsten in Sachen Technologie und Theorie zählen, seitdem durchgeführt:

Leser-Kommentare
  1. Ein konservierter Embryo hat überhaupt nichts mit der Meldung zu tun, dass ein großes DNA Molekül synthetisiert wurde und in ein Bakterium übertragen wurde. Warum macht eine seriöse Zeitung wie die Zeit so etwas? Für solche populistischen und sinnfreien Aktionen gibt es die Bild Zeitung.
    Im übrigen handelt es sich bei dem Experiment von Herrn Venter nicht um einen "Schöpfungsakt", sondern um die sehr akkurate Synthese eines für heutige Maßstäbe großen DNA Moleküls und die Übertragung in eine (bestehende, nicht künstlich erzeugte) Bakterienzelle.
    Jemand, der die Festplatte in seinem Computer wechselt, kann auch nicht sagen, er hätte einen Computer gebaut.

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    • Logine
    • 01.07.2010 um 13:42 Uhr

    Wieso macht eine Zeitung sowas? Vielleicht, weil der Chefredaktor als Katholik gewisse blind spots im Denken hat, bzw. sein Weltbild gegen die Realität verteidigt sehen will? Es ist heute selten, auch in der Qualitätspresse, wertungsneutrale Berichte zu solch "heiklen", religiös-ideologisch verminten Themen zu lesen. Mit "Fakten" verkaufen sich wahrscheinlich weniger Exemplare als mit "Meinungen".

    • Logine
    • 01.07.2010 um 13:42 Uhr

    Wieso macht eine Zeitung sowas? Vielleicht, weil der Chefredaktor als Katholik gewisse blind spots im Denken hat, bzw. sein Weltbild gegen die Realität verteidigt sehen will? Es ist heute selten, auch in der Qualitätspresse, wertungsneutrale Berichte zu solch "heiklen", religiös-ideologisch verminten Themen zu lesen. Mit "Fakten" verkaufen sich wahrscheinlich weniger Exemplare als mit "Meinungen".

  2. 3. Quark

    "Spätestens jetzt scheint Rudolf Virchows Überzeugung, jede Zelle entstehe aus einer Zelle (»omnis cellula e cellula«), überholt."

    Was hat er mit der geschaffenen DNA gemacht? In eine existierende Zelle eingefügt.

  3. Meines Erachtens hat man nichts anderes als einen Virus (d.h. tote Materie) geschaffen und keine Leben.
    Ein Virus koppelt sich auch nur an eine intakte Zelle an und ersetzt deren Erbgut zum größten teil mit seinem.

    Das wunder des Lebens ist nicht das es Einzeller unterschiedlicher art gibt, sondern Nukleinsäuren in der Umwelt zu einem Gebilde zusammen fügen können das sich selbst reproduzieren kann. Zufällige Aneinanderkettungen sind mathematisch gesehen an sich so gut wie unmöglich und doch muss es in der Erdgeschichte an einem so frühen Zeitpunkt der Fall gewesen sein um von einem plötzlichen zusammenfügen am Punkt der vom Umfeld überhaupt erst möglichen umstände(Temperatur, Strahlungsniveau) zu sprechen.

    • Sted
    • 27.05.2010 um 12:07 Uhr

    Sehr interessanter Artikel.Ich finde es immer wieder erstaunlich,wie weit unsere Spezies durch Technologie,Forschung und Bildung mittlerweile gekommen ist.Und obwohl ich die Anstrengungen der Wissenschaftler in diesen Bereichen durchaus begrüße,wird mir von Zeit zu Zeit schon ein wenig mulmig ums Herz.Die Erwähnung von Mary Shelleys Klassiker Frankenstein und der Bezug dieses Buches zum oft als Träumerei oder Übertreibung abgefertigten Genre der Science Fiction Literatur drückt dieses Gefühl ziemlich treffend aus.Wenn solche Experimente am Ende der Entwicklung dazu führen sollten, dass der Mensch alleine entscheidet,welches Leben entsteht und was dieses Leben ausmacht,dann hoffe ich dass wir uns rechtzeitig mit Fragen der Moral und Ethik befassen.Ungern würde ich mich wie der Protagonist von Wells' Island of Dr.Moreau an einem Ort wiederfinden,an dem ich von seltsamen menschlichen Kreationen umringt bin um mich dann zu fragen:"Wieso haben wir das eigentlich nicht vorhergesehen?"
    Dystopien und Utopien werden von solchen Nachrichten natürlich gleichermaßen genährt.

    Die Art und Weise,wie mit dem Thema genetic engineering,Klonen und Gentechnologie zumindest hier in Deutschland umgegangen wird,lässt mich hoffen,dass die richtigen Fragen zum richtigen Zeitpunkt gestellt werden.Ich hoffe,die Politik verschläft diesen nicht.
    Bis dahin werde ich wohl weiterhin gespannt als Zaungast zusehen,wie sich unsere Möglichkeiten entwickeln. Angst wäre falsch,grenzenloser Optimsmus aber auch.

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    das wir in Deutschland eine sehr Konservative Standpunkt auf genetic engineering hegen hat jedoch leider nichts mit dem Weltweiten Standpunkt zu tun.
    Wenn man Amerikanische oder Chinesische Firmen mit ihrem trial and error denken am Tier und Pflanzen Genom unter Freilandbedingungen herum Experimentieren sieht wird einem ganz schwarz vor Augen.

    Ein Atomkrieg unter Großmächten würde weltweit die Zivilisation auslöschen. Die Menschheit an sich würde jedoch wenn auch auf einer ganz anderen Basis wahrscheinlich überleben.
    Bei der Gentechnik bin ich mir nicht so sicher. Sei es Algen, Bakterien die z.b. ein Zigfaches an Wasserstoff produzieren oder durch das verbessertes Genomverständnis auf Resistenz getrimmte Viren, Bakterien gibt den Menschen ganz andere Möglichkeiten ihre Destruktivität
    Ausdruck zu verleihen.

    Ich hoffe ich sehe das zu pessimistisch

    das wir in Deutschland eine sehr Konservative Standpunkt auf genetic engineering hegen hat jedoch leider nichts mit dem Weltweiten Standpunkt zu tun.
    Wenn man Amerikanische oder Chinesische Firmen mit ihrem trial and error denken am Tier und Pflanzen Genom unter Freilandbedingungen herum Experimentieren sieht wird einem ganz schwarz vor Augen.

    Ein Atomkrieg unter Großmächten würde weltweit die Zivilisation auslöschen. Die Menschheit an sich würde jedoch wenn auch auf einer ganz anderen Basis wahrscheinlich überleben.
    Bei der Gentechnik bin ich mir nicht so sicher. Sei es Algen, Bakterien die z.b. ein Zigfaches an Wasserstoff produzieren oder durch das verbessertes Genomverständnis auf Resistenz getrimmte Viren, Bakterien gibt den Menschen ganz andere Möglichkeiten ihre Destruktivität
    Ausdruck zu verleihen.

    Ich hoffe ich sehe das zu pessimistisch

  4. Ich finde diese Entwicklung durchaus faszinierend. Man muss sich nur vorstellen, welche Möglichkeiten sich mit solchen Organismen eröffnen. Wie schon im Artikel erwähnt,
    "[...]ganz nebenbei die Welt von Energieproblemen befreien, Arzneimittel produzieren oder verseuchte Böden reinigen."
    Mich wundert eigentlich nur, das nach den drei Stunden, die dieser Artikel online ist, noch kein Kritiker seine Wut und seinen Hass über den Fortschritt in dieses Forum ergossen hat.
    Man muss immer bedenken, das es sich hier um einzellige Organismen handelt und nicht, wie das Titelbild zu diesem Artikel (Was auch immer der Autor sich dabei gedacht hat), um höhere Lebewesen oder Säugetiere.
    Ich denke man sollte die Wahl des Titelbildes noch einmal überdenken und vielleicht durch etwas Passenderes ersetzen.

    Und nur ein paar Worte an "#1 zeithabender". Sie saehn mal genauso "ekelig" aus und würden sie einen Blick in ihr (physischs) Innere wagen, würden sie feststellen, das sie immer noch "ekelig" aussehen. Das ist doch eine sehr subjektive Sicht der Dinge und hat nichts mit der Wissenschaftlichkeit dieses Artikels zu tun.

    Ich kann nur hoffen, dasdiese Entwicklung nicht im Keim erstickt wird, sondern das ich in meinem Studium neben der Gentechnik auch die synthetische Biologie, zumindest in einem kleinen Exkurs, erleben und erfahren darf.

  5. das wir in Deutschland eine sehr Konservative Standpunkt auf genetic engineering hegen hat jedoch leider nichts mit dem Weltweiten Standpunkt zu tun.
    Wenn man Amerikanische oder Chinesische Firmen mit ihrem trial and error denken am Tier und Pflanzen Genom unter Freilandbedingungen herum Experimentieren sieht wird einem ganz schwarz vor Augen.

    Ein Atomkrieg unter Großmächten würde weltweit die Zivilisation auslöschen. Die Menschheit an sich würde jedoch wenn auch auf einer ganz anderen Basis wahrscheinlich überleben.
    Bei der Gentechnik bin ich mir nicht so sicher. Sei es Algen, Bakterien die z.b. ein Zigfaches an Wasserstoff produzieren oder durch das verbessertes Genomverständnis auf Resistenz getrimmte Viren, Bakterien gibt den Menschen ganz andere Möglichkeiten ihre Destruktivität
    Ausdruck zu verleihen.

    Ich hoffe ich sehe das zu pessimistisch

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    Natürlich muss man zunächst einmal die Genmanipulierten Organismen in Laboren vor der Außenwelt abschirmen, so lange sie noch nicht vollständig untersucht sind.
    Aber sobald sie "Einsatzfähig" sind kann und sollte man sie auch in die Welt entsenden.

    Bestes Beispiel, genetisch Veränderte Pappeln.
    Forscher haben Pappeln ein Genstück einer Alge eingebaut, so dass jetzt die Pappel in der Lage ist Schwermetalle wie Arsen, Quecksilber und Bismuth aus dem Boden aufzunehmen und zu speichern.
    Die Pappel kann dann abgeholzt werden, als Sondermüll vernichtet werden und der Boden ist sauber.
    Es gibt noch zig andere Beispiele für die unglaublichen Möglichkeiten der Gentechnik.

    Man muss natürlich verantwortungsbewusst mit dieser Technik umgehen, aber es zu verbieten weil man es nicht versteht und deswegen Angst davor hat. Das macht keinen Sinn.

    Selbst bei geneitsch Veränderten Lebensmitteln besteht im Grunde die selbe Gefahr sich zu vergiften, wie bei dem Genuss von mit Afla-Toxinen belastetem Getreide.

    http://de.wikipedia.org/w...

    Oder werfen sie im Herbst die Blätter ab, wenn sie einen Apfel essen?! ;-)

    Natürlich muss man zunächst einmal die Genmanipulierten Organismen in Laboren vor der Außenwelt abschirmen, so lange sie noch nicht vollständig untersucht sind.
    Aber sobald sie "Einsatzfähig" sind kann und sollte man sie auch in die Welt entsenden.

    Bestes Beispiel, genetisch Veränderte Pappeln.
    Forscher haben Pappeln ein Genstück einer Alge eingebaut, so dass jetzt die Pappel in der Lage ist Schwermetalle wie Arsen, Quecksilber und Bismuth aus dem Boden aufzunehmen und zu speichern.
    Die Pappel kann dann abgeholzt werden, als Sondermüll vernichtet werden und der Boden ist sauber.
    Es gibt noch zig andere Beispiele für die unglaublichen Möglichkeiten der Gentechnik.

    Man muss natürlich verantwortungsbewusst mit dieser Technik umgehen, aber es zu verbieten weil man es nicht versteht und deswegen Angst davor hat. Das macht keinen Sinn.

    Selbst bei geneitsch Veränderten Lebensmitteln besteht im Grunde die selbe Gefahr sich zu vergiften, wie bei dem Genuss von mit Afla-Toxinen belastetem Getreide.

    http://de.wikipedia.org/w...

    Oder werfen sie im Herbst die Blätter ab, wenn sie einen Apfel essen?! ;-)

  6. Natürlich muss man zunächst einmal die Genmanipulierten Organismen in Laboren vor der Außenwelt abschirmen, so lange sie noch nicht vollständig untersucht sind.
    Aber sobald sie "Einsatzfähig" sind kann und sollte man sie auch in die Welt entsenden.

    Bestes Beispiel, genetisch Veränderte Pappeln.
    Forscher haben Pappeln ein Genstück einer Alge eingebaut, so dass jetzt die Pappel in der Lage ist Schwermetalle wie Arsen, Quecksilber und Bismuth aus dem Boden aufzunehmen und zu speichern.
    Die Pappel kann dann abgeholzt werden, als Sondermüll vernichtet werden und der Boden ist sauber.
    Es gibt noch zig andere Beispiele für die unglaublichen Möglichkeiten der Gentechnik.

    Man muss natürlich verantwortungsbewusst mit dieser Technik umgehen, aber es zu verbieten weil man es nicht versteht und deswegen Angst davor hat. Das macht keinen Sinn.

    Selbst bei geneitsch Veränderten Lebensmitteln besteht im Grunde die selbe Gefahr sich zu vergiften, wie bei dem Genuss von mit Afla-Toxinen belastetem Getreide.

    http://de.wikipedia.org/w...

    Oder werfen sie im Herbst die Blätter ab, wenn sie einen Apfel essen?! ;-)

    Antwort auf "Guter Kommentar,"
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    Ich meinte Hauptsorge betreffen nicht gentechnisch veränderte Lebensmittel.
    Selbst wenn man hier ein unkalkulierbares Risiko eingeht, es sind eben keine Kreuzungen bei dem Tiere und Pflanzen
    Die Reproduktionszeit von Nutzpflanzen ist relativ lange sollte es unabsichtlichen Nebenwirkungen beim Verzehr dieser bzw. bei natürlich vorkommenden Kreuzungen von Gen und Naturpflanze kommen gibt es immer noch genügend alternativen.

    Meine Sorge betreffen Gentechnisch veränderte Bakterien insbesondere für Industriellen gebrauch. Hier lassen sich die fantastischsten Ergebnisse erzielen da sie nicht auf ein komplexes Lebewesen angepasst werden müssen um so geringer die sorgen bei der Zulassung.
    Was im Labor und der Industrie noch hervorragend funktionier kann in der Natur jedoch katastrophale Auswirkungen haben.

    Die Destruktivität der Menschen ist im Bezug auf Viren gemeint, können Genetische Manipulationen hier in manchen fällen auch sinnvoll sein z.b. falls eingewanderte Arten beschränken möchte um indigen Pflanzen und Tier Gleichgewichte zu erhalten.
    Ist dies auf dem Mensch angewandt eine apokalyptische Vision.

    Um auf den Punkt zu kommen. Das genetic engineering ist dem Kreuzen von Arten deswegen, zumindest Theoretisch, Haus hoch überlegen weil es Arten übergreifend angewandt wird.

    Ein Ökosystem strebt immer in einer ausgleichenden Tendenz und kann dies durch eine Anpassung von Abwehrverhalten von Nutzpflanze seinem Konsument bewerkstelligen.
    Setzten wir der Nutzpflanze eine vom Konsument in seiner Evolution nie dagesessenen Fähigkeit ein wird er eine Anpassung, anders als bei der Kreuzung, nicht schaffe.[Bestenfalls wird er die Nutzpflanze wechseln]
    Was sich als erfolg verkaufen läst ist an sich keiner.
    Es wird die Nutzpflanze einen (sehr) langen Zeitraum einen Vorteil einräumen das jeglichen anderen Arten, welche um den gleichen Lebensraum kämpfen, vernichten wird.

    Was wir Menschen als „Krone der Schöpfung“ in unserer Egozentrischen Weltsicht vergessen ist das wir in dieses Ökosystem eingebettet sind und uns allen vorteilen dieser Bedienen.
    Eine auf uns angepasste Verschiebung kann eine kurze Zeitspanne funktionieren, langfristig können eingriffe mit dem Holzhammer den Ast nicht grad biegen sondern nur Brechen.

    Ich meinte Hauptsorge betreffen nicht gentechnisch veränderte Lebensmittel.
    Selbst wenn man hier ein unkalkulierbares Risiko eingeht, es sind eben keine Kreuzungen bei dem Tiere und Pflanzen
    Die Reproduktionszeit von Nutzpflanzen ist relativ lange sollte es unabsichtlichen Nebenwirkungen beim Verzehr dieser bzw. bei natürlich vorkommenden Kreuzungen von Gen und Naturpflanze kommen gibt es immer noch genügend alternativen.

    Meine Sorge betreffen Gentechnisch veränderte Bakterien insbesondere für Industriellen gebrauch. Hier lassen sich die fantastischsten Ergebnisse erzielen da sie nicht auf ein komplexes Lebewesen angepasst werden müssen um so geringer die sorgen bei der Zulassung.
    Was im Labor und der Industrie noch hervorragend funktionier kann in der Natur jedoch katastrophale Auswirkungen haben.

    Die Destruktivität der Menschen ist im Bezug auf Viren gemeint, können Genetische Manipulationen hier in manchen fällen auch sinnvoll sein z.b. falls eingewanderte Arten beschränken möchte um indigen Pflanzen und Tier Gleichgewichte zu erhalten.
    Ist dies auf dem Mensch angewandt eine apokalyptische Vision.

    Um auf den Punkt zu kommen. Das genetic engineering ist dem Kreuzen von Arten deswegen, zumindest Theoretisch, Haus hoch überlegen weil es Arten übergreifend angewandt wird.

    Ein Ökosystem strebt immer in einer ausgleichenden Tendenz und kann dies durch eine Anpassung von Abwehrverhalten von Nutzpflanze seinem Konsument bewerkstelligen.
    Setzten wir der Nutzpflanze eine vom Konsument in seiner Evolution nie dagesessenen Fähigkeit ein wird er eine Anpassung, anders als bei der Kreuzung, nicht schaffe.[Bestenfalls wird er die Nutzpflanze wechseln]
    Was sich als erfolg verkaufen läst ist an sich keiner.
    Es wird die Nutzpflanze einen (sehr) langen Zeitraum einen Vorteil einräumen das jeglichen anderen Arten, welche um den gleichen Lebensraum kämpfen, vernichten wird.

    Was wir Menschen als „Krone der Schöpfung“ in unserer Egozentrischen Weltsicht vergessen ist das wir in dieses Ökosystem eingebettet sind und uns allen vorteilen dieser Bedienen.
    Eine auf uns angepasste Verschiebung kann eine kurze Zeitspanne funktionieren, langfristig können eingriffe mit dem Holzhammer den Ast nicht grad biegen sondern nur Brechen.

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