Synthetische Biologie "Leben entwickelt sich immer autonom"
Der Arzt und Ethiker Giovanni Maio spricht über die Grenze zwischen dem Lebendigen und der Maschine – und die Verantwortung der Biologen.
ZEIT Wissen: Herr Maio, die Synthetische Biologie will neue, maßgeschneiderte Mikroorganismen herstellen, um etwa im großen Stil Kraftstoffe und Chemikalien herzustellen. Diese Idee synthetischer Lebensformen erfüllt manche Menschen mit Unbehagen. Ist das berechtigt?
Giovanni Maio: Ja, durchaus. Wir haben es hier mit einer Vermischung der Konzepte Maschine und Leben zu tun, die problematisch ist. Eine Maschine funktioniert nach den Zielen, die der Produzent vorgibt. Leben entsteht aus sich selbst heraus und erhält sich selbst. Die Vorstellung, dass man nun Leben wie ein Produkt herstellen will, muss verstören.
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ZEIT Wissen: Ist das nicht eher ein philosophisches Problem?
Giovanni Maio
ist Professor an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und leitet dort das Institut für Ethik und Geschichte der Medizin. Er ist Mitglied verschiedener Ethikkommissionen und -beiräte.
Maio: Es ist mehr als das. Wenn die Biologen sagen, wir wollen Leben herstellen und haben das vollkommen im Griff, ist das ein Widerspruch in sich. Denn Leben ist immer autonom. Die Biologen müssten also zugeben, dass sie nicht mit Bestimmtheit sagen können, wie sich eine Lebensform weiterentwickelt und mit der Umwelt interagiert. Man kann diesen Organismus zwar einhegen, aber er wird immer irgendwo Kontakt zur Umwelt haben. Und was sich daraus entwickelt, können wir nicht vorhersagen.
ZEIT Wissen: Wenn die Synthetische Biologie sich damit begnügen würde, Genome nur zu verändern – wäre das dann unproblematisch?
Maio: Auch hier muss man vorsichtig sein. Wenn Organismen umgebaut werden, um für uns Rohstoffe herzustellen, wird Leben aus der Perspektive einer Verwertung betrachtet. Das ist vielleicht unproblematisch, solange es sich um Einzeller oder Pilze handelt. Indem wir aber Leben immer mehr in Verwertungszusammenhängen betrachten, verwischen wir die Grenze zwischen dem Lebendigen und der Maschine. Wer sagt, Leben sei im Grunde nichts anderes als eine komplexe Maschine, entwertet alles Lebendige.
ZEIT Wissen 6/2012
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ZEIT Wissen: Die Verfechter der Synthetischen Biologie sagen, dass sie nichts anderes machen als Tier- und Planzenzüchter seit Jahrtausenden – nur viel präziser, weil sie direkt auf der Ebene der Gene eingreifen.
Maio: Vom Anspruch her verfolgt die Synthetische Biologie etwas Neues: Wir schaffen Leben – das ist der Mythos vom Golem. Diese mythische Vorstellung soll nun naturwissenschaftliche Praxis werden. Noch in den siebziger Jahren hätte niemand gesagt, er mache Gentechnik, um neues Leben zu erschaffen.
ZEIT Wissen: Sie haben hinsichtlich der Synthetischen Biologie einmal die These aufgestellt, es sei »nicht weise, die Evolution hinter sich lassen zu wollen«. Was meinen Sie damit?
Maio: Wenn man sagt: »Milliarden Jahre Evolution interessieren uns nicht mehr, wir wollen neu starten, wir können das besser«, dann verbirgt sich dahinter eine Hybris. Was bedeutet denn »besser«? Der Naturwissenschaftler kann Phänomene nur beschreiben, wie sie sind. Was besser und wertvoller ist, darüber können sich Kultur, Philosophie oder Theologie verständigen.
Geschichte der Synthetischen Biologie
- 1953
James Watson und Francis Crick klären die DNA- Struktur auf: Sie gleicht einer verdrillten Strickleiter.
- 1968
Hamilton Smith entdeckt, dass ein Restriktionsenzym die DNA auftrennt, bevor ein Gen ausgelesen wird.
- 1973
Stanley Cohen und Herbert Boyer fügen DNA in ein Bakteriengenom ein – der Beginn der Gentechnik.
- 1974
Der polnische Genetiker Wacław Szybalski prägt den Ausdruck »Synthetische Biologie«.
- 1975
Frederick Sanger sequenziert erstmals einen DNA- Abschnitt als eine Folge von genetischen Buchstaben.
- 1983
Kary Mullis erfindet die Polymerase-Kettenreaktion. Mit ihr lassen sich DNA-Sequenzen vervielfältigen.
- 1995
Robert Fleischmann ermittelt die erste komplette Gensequenz eines Lebewesens, eines Bakteriums.
- 2000
US-Forscher synthetisieren erstmals ein komplettes Genom, das des Hepatitis-C-Erregers.
- 2002
Eckard Wimmer synthetisiert das Genom eines künstlichen, in der Natur nicht vorhandenen Virus.
- 2003
Tom Knight, Drew Endy und Christopher Voigt starten das Register biologischer Standardteile.
- 2004
Am Massachusetts Institute of Technology findet die internationale Konferenz Synthetic Biology 1.0 statt.
- 2006
Das J. Craig Venter Institute veröffentlicht ein »Minimalgenom« aus 381 lebensnotwendigen Genen.
- 2007
Die Venter-Forscher transplantieren erstmals ein artfremdes Genom in ein Bakterium, das weiterlebt.
- 2011
Japanische Forscher verpflanzen ein Genom in künstliche Zellkörper, die sich daraufhin teilen.
ZEIT Wissen: Forschung hat seit je die Eigenart, dass all das praktisch umgesetzt wird, was möglich ist. Ist es eine trügerische Hoffnung, zu glauben, die Synthetische Biologie ließe sich begrenzen, zumal ihre Verfechter in ihr die Lösung des Energieproblems in Aussicht stellen?
Genetische Firewall
Klicken Sie auf das Bild, um zu lesen, wie Forscher mit synthetischer DNA dem Kampf gegen Viren aufnehmen.
Maio: Ich kritisiere zunächst einmal den Ansatz, zu sagen, wir kennen schon das Produkt, bevor wir überhaupt wissen, wie Leben wirklich funktioniert. Da machen wir den zweiten Schritt vor dem ersten. Hier gibt es eine Parallele zur Genomforschung: Als im Jahr 2000 das menschliche Genom sequenziert worden war, prognostizierte man das Ende aller Krankheiten. Davon ist heute nichts zu sehen. Wir sollten eine qualitativ hochwertige biologische Forschung unterstützen. Aber die soll erst einmal herausfinden, was Leben eigentlich ist, und nicht gleich die Rettung der Welt in Aussicht stellen. Vor allem müssten wir aber dahin steuern, dass schon der Biologe im Labor sich beim Pipettieren über seine gesellschaftliche Verantwortung im Klaren ist. Ethisches Denken darf nicht erst in den Ethikgremien starten. Eine Ethik, die nur von außen etwas eindämmt, wird auf Dauer nicht funktionieren. Ich plädiere dafür, dass die Naturwissenschaft eine neue Scheu entwickeln muss. Eine Scheu davor, einen Schritt zu tun, von dem man nicht weiß, wohin er führt.
- Datum 29.11.2012 - 18:41 Uhr
- Quelle ZEIT Wissen
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Ich versuchs kurz zusammenzufassen:
Beim klassischen Ingenieurwesen ist uns das Zerstörungspotential sehr bewusst (Weltkriege etc...), allerdings haben wir auch sehr konkrete Nutzen vor Augen. Bei Biotech. & Co ist es dagegen anders: Wir haben nur recht diffuse unklare Ängste (die, wie ich glaube, sich psychisch anders auswirken als klar definierte Gefahrenpotentiale). Also zum Beispiel: Das irgendwie irgendein irgendwie modifizierter Organismus entkommen könnte und irgendetwas schädliches anrichten könnte. Bisher haben wir aber zum Glück noch keinen so einen Fall erlebt. Dem gegenüber stehen aber mehrere Errungenschaften in Pharmazie, Medizin und Industrie.
"Der letzte Schluss ist daraus, dass Leben tatsächlich eine äußerst komplexe Maschine ist."
Dann müsste es aber irgendwie geartete mathematisch erfassbare Algorithmen (Programme) geben, welche diese Maschinen steuern würden. Egal wie komplex diese Maschinen auch sind. Letztendlich sind reale Maschinen die Summe aus endlich vielen Bauteilen. Ähnliche Gedankenansätze gibt es schon lange in der Informatik, Stichwort "künstliche Intelligenz". Ich bin der Meinung , dass eine letztendlich mechanistische Denkweise diesbezüglich nicht sehr hilfreich ist, bis man grundlegende Naturgesetze wirklich verstanden hat, Stichwort "Quantenphysik", wo jeder Determinismus seinen Sinn verloren hat.
Die Quantenphysik wird gerne für sowas angeführt, das Argument ist aber nicht sehr genau - es gibt nicht beobachtbare Zustände, obwohl die Realität tatsächlich deterministisch sein könnte. Ebenso macht die Quantenmechanik präzise Vorhersagen, und sollte nicht als Argument für eine finale Unbestimmbarkeit gewisser Themen dienen, sofern nicht explizit ein Bezug gegeben ist.
Benötigt es wirklich einen Algorithmus? Ich denke da mehr in die Richtung chaotischer Systeme, die auch ohne klaren Algorithmus tadellos und stabil funktionieren können (Wetter!). Ich tu mir einfach schwer einzusehen,was Lebewesen von der "unbelebten" Welt unterscheiden soll... Ich glaube die Organismen sind einfach zu komplex, dass WIR sie durchschauen können, aber das sagt mehr über uns als über die Organismen aus. Denn woher soll die sonderbarkeit von Lebewesen kommen?
Apropos: Selbst wenn man die Quantenmechanik miteinbezieht (ist schon so ne sache bei makroskopischen Objekten, aber da kenn ich mich zu wenig aus) dann betrifft das Lebewesen ebenso wie Steine, daher seh ich da keinen Unterschied.
Er folgt bereits zwingend aus der ebenso praktischen wie theoretischen Unmöglichkeit einer absolut präzise bestimmbaren Ausgangslage auch in klassischer Physik.
Man kann die Ausgangslage zwar theoretisch festlegen, wenn man allgegenwärtig wäre, ohne etwas beim Messen zu verändern, aber nur mit einer bestimmten (nicht absoluten) Präzision. Absolute Präzision würde unteilbare Maße voraussetzen.
Die Quantenphysik wird gerne für sowas angeführt, das Argument ist aber nicht sehr genau - es gibt nicht beobachtbare Zustände, obwohl die Realität tatsächlich deterministisch sein könnte. Ebenso macht die Quantenmechanik präzise Vorhersagen, und sollte nicht als Argument für eine finale Unbestimmbarkeit gewisser Themen dienen, sofern nicht explizit ein Bezug gegeben ist.
Benötigt es wirklich einen Algorithmus? Ich denke da mehr in die Richtung chaotischer Systeme, die auch ohne klaren Algorithmus tadellos und stabil funktionieren können (Wetter!). Ich tu mir einfach schwer einzusehen,was Lebewesen von der "unbelebten" Welt unterscheiden soll... Ich glaube die Organismen sind einfach zu komplex, dass WIR sie durchschauen können, aber das sagt mehr über uns als über die Organismen aus. Denn woher soll die sonderbarkeit von Lebewesen kommen?
Apropos: Selbst wenn man die Quantenmechanik miteinbezieht (ist schon so ne sache bei makroskopischen Objekten, aber da kenn ich mich zu wenig aus) dann betrifft das Lebewesen ebenso wie Steine, daher seh ich da keinen Unterschied.
Er folgt bereits zwingend aus der ebenso praktischen wie theoretischen Unmöglichkeit einer absolut präzise bestimmbaren Ausgangslage auch in klassischer Physik.
Man kann die Ausgangslage zwar theoretisch festlegen, wenn man allgegenwärtig wäre, ohne etwas beim Messen zu verändern, aber nur mit einer bestimmten (nicht absoluten) Präzision. Absolute Präzision würde unteilbare Maße voraussetzen.
Okay, ich denke, nun weiß ich was Sie meinen. Das ist sicher in gewisser Weise so, dass man in technischen Anwendungen eine konkretere Vorhersage machen kann, die auch fassbarer im Bewußtsein erscheint und somit eine gewisse "Sicherheit der Folgen" suggeriert. Ich schreibe bewußt suggeriert, denn es ist nur die Oberfläche, die man dabei wahrnimmt. Denn schauen wir uns nur den Einfluss an, wie zum Beispiel PC's, dann Smartphones und Tablets und die damit einhergehende Influenz der Gesellschaft gekoppelt sind. Also damit meine ich Einfluß auf Sprache, soziales Verhalten, etc. Denn unsere Verhaltensweisen adaptieren sich dann entsprechend. Sie reden vorwiegend vom Potenzial (soweit man dies erfassen kann)und den tatsächlich stattgefunden Folgen. Nun, ich muss Ihnen leider sagen, dass ich das nicht ganz so optimistisch sehe auf den Gebieten der Life-Sciences, denn so wie Sie schreiben, dass viele Errungenschaften in den o. g. Gebieten stattgefunden haben (was nat. auch stimmt), dann erinnere ich mich zum Beispiel an Dinge, wie zum Beipiel Verbot verschiedener Medikamente (Nebenwirkungen), Experimente von Medizinern im Dritten Reich und das im großen Stil. Ich weiß nicht, ob es wirklich lohnt einen Vergleich zu bemühen, der darüber entscheiden soll, was nun wirklich die "bessere" Disziplin ist. Mein Veto auf Ihren Kommentar sollte im Übrigen auch kein Plädoyer für die Ingenierwissenschaften, ode die physik sein, ich versuchte nur ein Gegengewicht zu installieren.
Die Quantenphysik wird gerne für sowas angeführt, das Argument ist aber nicht sehr genau - es gibt nicht beobachtbare Zustände, obwohl die Realität tatsächlich deterministisch sein könnte. Ebenso macht die Quantenmechanik präzise Vorhersagen, und sollte nicht als Argument für eine finale Unbestimmbarkeit gewisser Themen dienen, sofern nicht explizit ein Bezug gegeben ist.
Das ist doch das Dilemma. Man kann i.A. ein Spektrum gewisser MÖGLICHKEITEN präzise vorhersagen. Welche dieser Möglichkeiten dann "wirklich" in der Beobachtung eintreten wird ist aber gänzlich unbestimmt. Schrödinger's Katze. Man beschäftigt sich doch bis heute mit dieser grundsätzlichen erkenntnistheoretischen Problematik. Bis man das irgendwann vielleicht wirklich verstanden hat bedarf es wohl noch viele künftige Generationen. So sehe ich das.
Das ist doch das Dilemma. Man kann i.A. ein Spektrum gewisser MÖGLICHKEITEN präzise vorhersagen. Welche dieser Möglichkeiten dann "wirklich" in der Beobachtung eintreten wird ist aber gänzlich unbestimmt. Schrödinger's Katze. Man beschäftigt sich doch bis heute mit dieser grundsätzlichen erkenntnistheoretischen Problematik. Bis man das irgendwann vielleicht wirklich verstanden hat bedarf es wohl noch viele künftige Generationen. So sehe ich das.
Sehr viele Jahrhunderte hat die Macht der katholischen Kirche und ggf. deren Gewalt für diese Scheu gesorgt.
Nachdem diese Kirche diese Gewalt nicht mehr hat, wollen manche diese Scheu auf andere Weise herbeireden und auf andere Weise begründen.
Aber die Kirche konnte trotz ihrer damals außerordentlichen Gewalt einen Kopernikus, Kepler und Galilei nicht verhindern, allenfalls verurteilen, zum heutigen Spott.
So wird es auch den neuen Aposteln gegen die Forschungsfreiheit gehen.
Es mag sein, dass nicht alles erfreulich ist, was dabei herauskommt und dass manches besser unentdeckt geblieben wäre wie die Atombombe. Aber der menschliche Drang nach Erkenntnis lässt sich selbst dann nicht aufhalten, wenn er in unseren Untergang führen würde.
Aber der menschliche Drang nach Erkenntnis lässt sich selbst dann nicht aufhalten, wenn er in unseren Untergang führen würde.
Aha. Und das ist dann einfach so, hm?
Oder versucht herr Maio gerade an diesem Punkt anzusetzen?
Und wenn ja, was, seiner vernünftigen Ausführungen, spricht denn dagegen?
Herr Maio spricht ja nicht davon, die Forschung einzustellen, sondern angemessen Vernünftig vor zu gehen.
Ich denke ein anderer Begriff ist "Qualitätssteigerung" durch Forschung mit Vernunft und Verstand, statt nur Neu_gier.
Aber der menschliche Drang nach Erkenntnis lässt sich selbst dann nicht aufhalten, wenn er in unseren Untergang führen würde.
Aha. Und das ist dann einfach so, hm?
Oder versucht herr Maio gerade an diesem Punkt anzusetzen?
Und wenn ja, was, seiner vernünftigen Ausführungen, spricht denn dagegen?
Herr Maio spricht ja nicht davon, die Forschung einzustellen, sondern angemessen Vernünftig vor zu gehen.
Ich denke ein anderer Begriff ist "Qualitätssteigerung" durch Forschung mit Vernunft und Verstand, statt nur Neu_gier.
Das ist doch das Dilemma. Man kann i.A. ein Spektrum gewisser MÖGLICHKEITEN präzise vorhersagen. Welche dieser Möglichkeiten dann "wirklich" in der Beobachtung eintreten wird ist aber gänzlich unbestimmt. Schrödinger's Katze. Man beschäftigt sich doch bis heute mit dieser grundsätzlichen erkenntnistheoretischen Problematik. Bis man das irgendwann vielleicht wirklich verstanden hat bedarf es wohl noch viele künftige Generationen. So sehe ich das.
Die Unverständlichkeit quantenmechanischer Phänomene ist primär philosophischer Natur, nicht technischer. Wir können die Welt beschreiben, und im Rahmen der mathematische Modelle, die angewendet werden, präzise beschreiben. Zu dieser Beschreibung gehört eben auch die Unsicherheit des Ausgangs eines Experiments.
Im Rahmen dieses Modells ist es aber unvermeidlich, dass diese Phänomene auftreten - es ist entsprechend prinzipiell nicht möglich, dieses Phänomen aus der Welt zu schaffen. Damit ist das Problem - von der physikalischen Seite her - erstmal gelöst. Die erkenntnistheoretischen Implikationen sind nicht klar, aber eben auch nicht systematisch ableitbar. Es gibt z. B. auch deterministische Modelle, die dieselben Vorhersagen treffen und lediglich für uns unvorhersehbar sind.
Wenn von mangelndem Verständnis der Naturgesetze gesprochen wird, dann reden wir von einem philosophischen Verständnis, und das wird möglicherweise noch ewig unklar bleiben, eben weil wir hier von nicht beobachtbaren Phänomenen sprechen. Die physikalischen Implikationen sind hingegen relativ klar.
Die Unverständlichkeit quantenmechanischer Phänomene ist primär philosophischer Natur, nicht technischer. Wir können die Welt beschreiben, und im Rahmen der mathematische Modelle, die angewendet werden, präzise beschreiben. Zu dieser Beschreibung gehört eben auch die Unsicherheit des Ausgangs eines Experiments.
Im Rahmen dieses Modells ist es aber unvermeidlich, dass diese Phänomene auftreten - es ist entsprechend prinzipiell nicht möglich, dieses Phänomen aus der Welt zu schaffen. Damit ist das Problem - von der physikalischen Seite her - erstmal gelöst. Die erkenntnistheoretischen Implikationen sind nicht klar, aber eben auch nicht systematisch ableitbar. Es gibt z. B. auch deterministische Modelle, die dieselben Vorhersagen treffen und lediglich für uns unvorhersehbar sind.
Wenn von mangelndem Verständnis der Naturgesetze gesprochen wird, dann reden wir von einem philosophischen Verständnis, und das wird möglicherweise noch ewig unklar bleiben, eben weil wir hier von nicht beobachtbaren Phänomenen sprechen. Die physikalischen Implikationen sind hingegen relativ klar.
spannend:
"Letztendlich sind reale Maschinen die Summe aus endlich vielen Bauteilen. "
Sicher haben Sie Recht, soweit mir Maschinen einfallen, die bisher konstruiert wurden. Allerdings würde der Vergleich zum lebenden Organismus auch nicht unendlich bedeuten, im Sinne der Menge der "verbauten" Teile. Mann möge mir diesen Ausdruck verzeihen. Aber Ihr Kriterium scheint irgendetwas ansich zu haben, was mir gefällt. Vielleicht stellt man ja irgendeine Ordnung fest, die Maschine und Organismus, denn mit Organismus verbinden wir im Allgemeinen etwas Lebendes,
voneinander trennen. Was jetzt, wenn wir beides miteinander vermengen. Also dem Organismus durch Genmanipulation zu einem anderen Organismus werden lassen, oder ist er dann eine Maschine? Was trennt, oder verbindet diese Dinge? Ist es der Zweck, oder die Eigenschaft ansich. Denn ich fürchte bei den Eigenschaften könnten wir uns im Kreise drehen. Da sehe ich momentan mehr Übereinstimmung als Abweichung, allenfalls ist dies natürlich nur eine erste oberflächliche Wahrnehmung, denn hier könnten Ordnungen im Spiel sein, die man zumindest noch nicht erkennt.
Ich verstehe nicht ganz, was Sie mit "Ordnung" meinen.
Eine "Maschine" ist ein von Menschen geschaffenes mechanisches System, dessen verhalten sich dank Kenntnis der Naturgesetze vorhersagbar verhält.
Ein Organismus ist ein Biochemisches System, das sich im Laufe der Evolution selbst entwickelt hat und sich aufgrund seiner höheren Komplexität chaotischer verhält und schwerer vorhersagbar ist. Ihm zugrunde liegen aber die selben Gesetze der Chemie und Physik wie allem anderen auch.
Wenn der Mensch in anderen organismen Gene verändert, austauscht und rekombiniert, so bleibt es immer noch ein Organismus, da die Grundbausteine ja auch aus organismen stammen. Ob nun auf der Mikroebene (Biotechnologie) oder auf der Makroebene(Landwirtschaft) in die Natur eingegriffen wird macht vielleicht aus Traditionalistischen gründen einen unterschied, aus Philosophischen gründen aber nicht.
Ich verstehe nicht ganz, was Sie mit "Ordnung" meinen.
Eine "Maschine" ist ein von Menschen geschaffenes mechanisches System, dessen verhalten sich dank Kenntnis der Naturgesetze vorhersagbar verhält.
Ein Organismus ist ein Biochemisches System, das sich im Laufe der Evolution selbst entwickelt hat und sich aufgrund seiner höheren Komplexität chaotischer verhält und schwerer vorhersagbar ist. Ihm zugrunde liegen aber die selben Gesetze der Chemie und Physik wie allem anderen auch.
Wenn der Mensch in anderen organismen Gene verändert, austauscht und rekombiniert, so bleibt es immer noch ein Organismus, da die Grundbausteine ja auch aus organismen stammen. Ob nun auf der Mikroebene (Biotechnologie) oder auf der Makroebene(Landwirtschaft) in die Natur eingegriffen wird macht vielleicht aus Traditionalistischen gründen einen unterschied, aus Philosophischen gründen aber nicht.
"Ich plädiere dafür, dass die Naturwissenschaft eine neue Scheu entwickeln muss. Eine Scheu davor, einen Schritt zu tun, von dem man nicht weiß, wohin er führt."
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