Das Forschungsnetzwerk MaxSynBio

Die Max-Planck-Gesellschaft bündelt ihre Kompetenzen im Bereich synthetische Biologie. Neun Max-Planck-Institute beteiligen sich am Forschungsnetzwerk MaxSynBio.

Innovationen in der Biotechnologie werden nach Einschätzung von Experten langfristig nur möglich sein, wenn zunehmend Elemente der Synthetischen Biologie aufgriffen werden. Vor diesem Hintergrund wird die Max-Planck-Gesellschaft ein disziplinübergreifendes Forschungsnetzwerk ins Leben rufen, an dem insgesamt neun Max-Planck-Institute aus den beiden Sektionen „Biologie und Medizin“ sowie „Chemie, Physik und Technologie“ beteiligt sein werden.

„MaxSynBio“ – so der Name des neuen Netzwerks – hat Anfang 2014 seine Arbeit aufgenommen. Im Mittelpunkt des Forschungsprogramms steht die Etablierung von Protozellen. „Die Suche nach der minimalen Zelle war von Beginn an ein erklärtes Ziel der Synthetischen Biologie“, sagt Herbert Jäckle, Vize-Präsident der Max-Planck-Gesellschaft. „Nur wenige Labore haben sich bisher weltweit daran versucht, Max-Planck will sich dieser Herausforderung stellen.“

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 Endprodukte oft aufwendig aus einer Mischung der gleichzeitig anfallenden Stoffwechselprodukten herausgefiltert und gereinigt werden.

Eine auf ein Minimum lebensnotwendiger Bestandteile reduzierte, gezielt zur Produktion eines gewünschten Produktes optimierte Zelle könnte dieses Dilemma vieler biotechnologischer Produktionsprozesse eines Tages lösen. Doch was ist Leben? Worin besteht die molekulare Minimalausstattung einer lebensfähigen Zelle? Könnte eine einfache, von außen steuerbare „minimale Zelle“ konzipiert werden, die einen Stoffwechsel besitzt und sich vermehren kann? Ziel von MaxSynBio ist ein „bottom-up“ Verständnis der Biologie durch die rationale Synthese funktionaler biologischer Systeme aus präzise charakterisierten Modulen oder Bausteinen. Schrittweise sollen zunächst minimale Einheiten wie Proteindomänen, Proteine oder andere biomimetische Makromoleküle, dann Proteinnetzwerke und genetische Regelkreise bis hin zu synthetischen zellulären Systemen aufgebaut werden.

MaxSynBio wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und von der Max-Planck-Gesellschaft über einen Gesamtzeitraum von 6 Jahren gefördert. Die Synthetische Biologie wirft zwangsläufig viele Fragen zu künstlichen Lebensformen und deren Verwendung in technologischen Prozessen auf. Am Forschungsprogramm MaxSynBio ist daher auch der Lehrstuhl für Systematische Theologie II (Ethik) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg beteiligt.

Die Mitglieder des MaxSynBio-Netzwerks:

• Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried
• Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, Göttingen
• Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg
• Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, Stuttgart
• Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam-Golm
• Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie, Marburg
• Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie, Dortmund
• Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Mainz
• Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden
• Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Systematische Theologie II (Ethik)