Freitag, 18. September 2015

[ #technik ] Synthetische Biologie?

Mit einem Festakt in Berlin am 16. April 2015 hat das Forschungsprogramm MaxSynBio zur Synthetischen Biologie in der Max-Planck-Gesellschaftoffiziell begonnen. Eine Website zur Synthetischen Biologie liefert Informationen zu technologischen und ethischen Aspekten.

Die Wissenschaftler, die sich zum Forschungsnetzwerk MaxSynBio zusammengeschlossen haben, verfolgen ein ehrgeiziges Ziel: Sie wollen künstliche Zellen, die natürliche Funktionen nachahmen, aus deren Komponenten konstruieren. Auf diese Weise möchten sie Erkenntnisse über eine mögliche Protozelle gewinnen. Wenn sie existiert hat, war solch eine Protozelle Urahn aller lebenden Zellen.

Create = understand. "What I cannot create, I do not understand“ stand auf einer Tafel des Nobelpreisträgers Richard Feynman geschrieben, als dieser 1988 starb. Seit einigen Jahren folgen auch die Vertreter eines biologischen Forschungsfeldes diese Maxime: die Wissenschaftler, die sich der Synthetischen Biologie widmen. Auf dem Gebiet arbeiten dehalb nicht nur Biologen, sondern auch Ingenieure, Physiker und Chemiker, Materialforscher und Computerwissenschaftler zusammen.

Biotechnologie. Biotechnologie ist bisher auf Lebewesen angewiesen, die selbst im Falle von Mikroorganismen sehr komplex und nur schwer steuerbar sind. In Milliarden Jahren ständiger Auseinandersetzung mit einer oft feindlichen Umwelt und in dauerndem Kampf um Ressourcen haben selbst die einfachsten Mikroorganismen eine hohe funktionelle Redundanz und Widerstandsfähigkeit entwickelt. Genau diese Eigenschaften machen die technologische Nutzung natürlicher Systeme aber oft kompliziert und ineffizient. Die Erträge sind oft gering, denn die biotechnologisch genutzten Organismen benötigen einen erheblichen Teil der zellulären Energie für den natürlichen Stoffumsatz und die komplexen Lebensfunktionen. Darüber hinaus müssen die gewünschten Endrodukte oft aufwendig aus einer Mischung der gleichzeitig anfallenden Stoffwechselprodukten herausgefiltert und gereinigt werden.

Ingenieursbiologie. Manche Wissenschaftler betrachten die Synthetische Biologie auch als Fortentwicklung der Molekularbiologie beziehungsweise der Gentechnologie. Allerdings begnügen sich die Wissenschaftler in der Synthetischen Biologie nicht mehr damit, biologische Vorgänge in existierenden Organismen auf der Ebene einzelner Gene umzugestalten. Moderne Technologien geben den Forschern Instrumente an die Hand, um biologische Systeme und Lebensprozesse in ihrer Gesamtheit zu verstehen, neu zu konzipieren und zu konstruieren (zu Instrumente). Dazu zählen neben gentechnischen Werkzeugen der neuesten Generation auch die Systembiologie, mit der sich Lebensprozesse in ihrer Dynamik erfassen und auch berechnen und simulieren lassen, ebenso wie neueste Erkenntnisse der Organischen Chemie, der Biophysik und der Informationstechnologie. Das Zusammenspiel der unterschiedlichen Forschungsdisziplinen ist charakteristisch für die Synthetische Biologie. Sie hebt die Herangehensweise an lebende Systeme technologisch auf eine neue Stufe. Synthetische Biologie ist Ingenieursbiologie somit auf höchstem technischen Niveau.

Ethik. Die ambitionierten Ziele der Synthetischen Biologie stellen jedoch nicht nur Naturwissenschaftler vor große Herausforderungen, sondern auch Geisteswissenschaftler – und die ganze Gesellschaft. Denn wer eine Expedition zur Grenze des Lebens antritt, diese möglicherweise verschiebt und sich komplexe biologische Systeme nutzbar macht, betritt auch unter ethischen, rechtlichen und sozialen Gesichtspunkten Neuland.

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