Synthetische Biologie - Leben aus dem Baukasten?
Gentechnik mit erweiterten Mitteln, „alter Wein in neuen Schläuchen“ oder gar eine neue Technikwissenschaft? Die Meinungen darüber, was unter dem Begriff Synthetische Biologie zu verstehen ist, gehen selbst bei Fachleuten auseinander. Das junge, noch unscharf umrissene Forschungsfeld betrachtet Biologie mit ingenieurswissenschaftlichen Prinzipien aus der Perspektive eines rationalen und modularen Designs und hat einen stark interdisziplinären Ansatz. Es vereint Elemente der Molekularbiologie, der Biotechnologie, der Organischen Chemie, der Ingenieurwissenschaften und der Informationstechnologie mit dem übergreifenden Ziel, biologische Systeme zu generieren, die in der Natur nicht vorkommen. Ein wichtiger Schritt ist dabei die Vereinfachung biologischer Systeme; ein erstes Ziel die Konstruktion einer Zelle mit dem kleinstmöglichen Genom, das nur die für ihr Überleben absolut notwendigen Informationen enthält. Eine solche Zelle mit einem stark vereinfachten, aber funktionsfähigen Genom könnte als Grundgerüst für viele Anwendungsmöglichkeiten dienen.
Neue Impfstoffe, Medikamente oder Diagnostika, Biotreibstoffe und maßgeschneiderte Werkstoffe – die Liste potenzieller Anwendungen der Synthetischen Biologie ist lang. Denn einerseits hat die Synthetische Biologie das Potenzial, völlig neuartige Produkte hervorzubringen, andererseits könnte sie bestehende biotechnologische Verfahren grundlegend vereinfachen. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung des Malariamittels Artemisinin, die mithilfe der Synthetischen Biologie bereits in naher Zukunft einfacher und preisgünstiger werden könnte.
Mittelfristig reichen die Anwendungsmöglichkeiten der Synthetischen Biologie von der Medizin über die Umwelttechnik bis zur biotechnologischen Energieerzeugung. Die ökonomische Bedeutung der Synthetischen Biologie lässt sich dabei derzeit nicht abschätzen, doch auch hier sind die Erwartungen erheblich.
Heute und wohl auch noch auf absehbare Zeit liegt der Schwerpunkt der Synthetischen Biologie in der Grundlagenforschung an Mikroorgansimen. Neben der Erweiterung des genetischen Codes, dem sogenannten Code Engineering, ist ein Hauptziel der Wissenschaftler, eine möglichst einfache Zelle zu „bauen“. Hierzu gibt es grundsätzlich zwei Herangehensweisen: Während manche Forscher versuchen, ausgehend von einfachen Organsimen die Komplexität der Zelle immer weiter zu reduzieren (top-down-Ansatz), wollen andere die für das Überleben einer Zelle absolut notwendigen Bausteine identifizieren und aus diesen neue Zellen aufbauen, sozusagen also einen Baukasten für Organismen schaffen (bottom-up-Ansatz).
Synthetische Biologie in der Max-Planck-Gesellschaft: das Forschungsnetzwerk MaxSynBio
