30. Mrz 2016

Der Minimalorganismus und die Zukunft der synthetischen Biologie

Craig Venter hat den einfachsten selbständigen Organismus geschaffen, und mit rationalem Design will er die Zukunft der synthetischen Biologie dominieren. Dennoch könnten die Bastler der Zunft am Ende die Nase vorn haben.
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473 Gene sind das Minimum, das ein selbständiger, sich halbwegs rasch reproduzierender Organismus als Ausstattung braucht. Allein das ist schon die erste Enttäuschung – Venter und sein Team hatten eher auf eine Zahl um die 250 gehofft. Das macht die eigentliche Aufgabe des Minimalorganismus nicht einfacher: Der Dreh- und Angelpunkt der synthetische Biologie zu werden.

Venter will den Minimalorganismus als Grundgerüst zu verwenden, um ihm beliebig mit einzelnen Funktionen wie aus einem Baukasten zu erweitern. Medikamente, Treibstoffe, chemische Bausteine – kleine Fabriken sollen so planvoll am Reißbrett entstehen. Das Patent liegt seit Jahren bei Venter, und so müsste jeder, der diese Plattform nutzen will, bei ihm vorstelllig werden (und kräftig für eine Lizenz zahlen).

Planen oder Basteln?

Doch es gibt auch einen Gegenentwurf. George Church leitet eine Fraktion von Bastlern an, die lieber an existierenden Organismen herumwerkelt und diese an die eigenen Bedürfnisse anpasst. Das ist nicht der große Wurf und wird immer mühevolle Detailarbeit bleiben, aber die Ziele bleiben erreichbar und die Ambitionen bodenständig.

Die große Frage ist nun: Welches der beiden Lager wird in Zukunft die synthetische Biologie prägen?

Das große Geld steht auf Seiten von Craig Venter. 40 Millionen Dollar hat allein die Suche nach dem Minimalorganimus gekostet, über 20 Jahre hat sein mit Nobelpreisträgern bestücktes Team investiert.

Eigentlich eine Enttäuschung

Doch was sie eigentlich haben wollten, ist ihnen verwehrt geblieben: Einen einfachen Organismus, den sie bis ins Detail verstehen und dessen innere Prozesse sie am Computer simulieren können. Denn die unerwartet hohe Zahl von 473 Gene macht diese Aufgabe nicht einfacher. Und schlimmer noch: Die Forscher haben keinen Schimmer, was 149 Genen davon eigentlich machen.

Venter muss also zuerst die Funktion dieser Gene aufklären, bevor er eine Computersimulation überhaupt erst versuchen kann. Doch ohne Computersimulation kein rationales und kostengünstiges Design von Bio-Fabriken, und damit auch keine Kunden. Und ohne Kunden ist der Traum geplatzt, die Zukunft der synthetischen Biologie zu kontrollieren.

Selbst im besten Fall werden viele Jahre vergehen, ehe Venters Team die Funktion von 149 Genen aufgeklärt hat. Diese Zeit werden die Bastler nutzen, um ihre eigenen Lösungen für die drängenden Probleme zu präsentieren. Schon vor Jahren hat George Church sein MAGE-System präsentiert, das dutzende von Mutationen gleichzeitig in Bakterien einfügen kann. Und es ist auch kein Zufall, dass Church einer der treibenden Kräfte hinter der CRISPR-Technologie ist: Es ist das perfekte Werkzeug, um die Bastelei am Genom schneller und effizienter zu gestalten.

Tausende gegen einen

Craig Venter mag eines der modernsten und am besten ausgestattesten Institute der Welt führen, aber ihm stehen tausende von Laboren gegenüber, in den schon jetzt mit CRISPR fleißig gebastelt wird. Das sind tausend kleine, aber gangbare Wege, die nach und nach ihre Lösungen präsentieren werden. Währenddessen wartet Venter auf den großen Wurf, der sich vielleicht nie realisieren lässt.

Das Projekt, einen Minimalorganismus zu erschaffen, ist beeindruckend und spannend. Doch vielleicht droht Venter ein ähnliches Schicksal wie schon beim Human-Genom-Projekt: Auch da hat er nur die zweitbeste Version abgeliefert, und der Traum vom großen Geld hat sich auch nie erfüllt. Die Zukunft der synthetischen Biologie könnte den Bastlern und Fricklern gehören – und da ist sie auch in guten Händen.


Mehr dazu auf wissensschau.de:

Die synthetische Zelle: Der Weg zum Minimalorganismus?

Quellen:
Hutchinson et al., Science, März 2016: Design and synthesis of a minimal bacterial genome

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