Vor etwa einem Jahr verkündete Star-Genetiker Craig Venter eine kleine Sensation: Mit angeblich künstlichem Erbgut erweckte er ein Bakterium zum Leben. Am Reißbrett hatten seine Wissenschaftler damals das Genom des Organismus entworfen und anschließend im Labor zusammengeflickt. Allerdings nach dem Vorbild eines natürlich vorkommenden Bakteriums. Venter, bekannt seit dem Wettlauf um die Entzifferung des menschlichen Erbguts, träumte bereits von Designermikroben, die alle erdenkliche Aufgaben erledigen: von der Arzneimittelherstellung bis hin zu neuartigen Treibstoffentwicklungen.

Bereits damals war klar: Ein Organismus, der sich gänzlich dirigieren lässt, wie es der Mensch wünscht, bleibt vorerst ein Traum. Doch die Experimente in den Labors gehen weiter. Nun ist es Wissenschaftlern um Rupert Mutzel von der Freien Universität Berlin gelungen, ein Bakterium heranzuzüchten, das zwar nicht künstlich ist, aber dennoch in der Natur niemals vorkommen würde.

Die Forscher veränderten das Erbgut eines ursprünglichen Escherichia-coli -Stamms so, dass es auf einen Grundbaustein des Lebens praktisch verzichten kann. Die Erbinformationen aller Lebewesen sind in Form eines Strangs Desoxyribonukleinsäure (DNS) in den Zellen gespeichert. Darin eingefügt sind die vier Basen Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) – die Buchstaben des Lebens. "Das Neue und Besondere ist, dass wir ein Bakterium erzeugt haben, das kein Thymin mehr in der DNS hat, sondern stattdessen ein synthetisches Analog enthält", sagte der Mikrobiologe Mutzel ZEIT ONLINE. Der neue Baustein ist nun die synthetisch hergestellte, chemisch ähnliche Base 5-Chloro-Uracil, die normalerweise giftig für Organismen ist.

Ihre Ergebnisse haben die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Angewandte Chemie veröffentlicht.

Um die ungewöhnliche Mikrobe zu züchten, nutzten Mutzel und seine Kollegen aus Frankreich, Belgien und den USA ein neu entwickeltes Verfahren. Im Gegensatz zu Craig Venters Ansatz, zunächst eine DNS-Sequenz am Computer zu entwerfen, "steckt bei uns keine Informatik dahinter", erzählt Mutzel. "Wir versuchen gar nicht vorherzusagen, was passieren soll, sondern wir lassen Darwin machen". Damit verweist er auf den Begründer der Evolutionstheorie. Demnach ist Leben ein Prozess, der ständiger Veränderung, Anpassung und Entwicklung unterliegt. Praktisch erzeugten die Wissenschaftler einen modifizierten Organismus, der sich natürlich angepasst hat – nach den Vorgaben, derer sich die Natur seit Anbeginn des Lebens bedient.

Im Labor simulierten die Forscher dazu die Evolution automatisiert und im Zeitraffer. Ausgangspunkt war ein E. coli -Stamm der bereits gentechnisch so verändert wurde, dass er Thymin auf natürliche Weise nicht mehr produzieren konnte. Unter kontrollierten Bedingungen setzten die Wissenschaftler große Populationen des Bakteriums über etwa 1.000 Generationen hinweg dem toxischen 5-Chloro-Uracil aus. Dabei erhielten die Mikroben gerade so viel des Stoffes, dass sie eben noch überlebten. Ein Selektionsdruck entstand: Mutierte Bakterien, die besser an das Gift angepasst waren, vermehrten sich stärker. Am Ende blickten die Forscher durchs Mikroskop auf einen Organismus, der zu 98,5 Prozent Thymin durch 5-Chloro-Uracil in seinem Erbgut ersetzt hatte.