Gesundheit

Programmierbare DNS: Wissenschaftler erschaffen hybride Lebensform

Nicolas Meudt Autor, Hemd & Hoodie

Ein Organismus, der sowohl natürliche als auch künstliche DNS enthält, hat erstmals eigenständig vollkommen neue synthetische Proteine erzeugt.

Desoxyribonukleinsäure (DNS) setzt sich in ihrer einfachsten Form aus vier Basen zusammen: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Sie ist bei sämtlichen Lebewesen der Träger der Erbinformationen. In einem wichtigen Schritt zur Schaffung künstlichen Lebens haben Wissenschaftler nun einen lebenden Organismus gezüchtet, der sowohl natürliche als auch künstliche DNS enthält und in der Lage ist, völlig neue synthetische Proteine zu erzeugen.

Zuvor war es den Forschern um den Biochemiker Floyd Romesberg bereits im Jahr 2014 gelungen, in das Erbgut des Darmbakteriums Escherichia coli zwei künstliche Basen – X und Y genannt – einzufügen. Dieses Lebewesen war damals das einzige mit sechs Buchstaben im genetischen Alphabet, statt der sonst üblichen vier oben genannten. Nach drei Jahren intensiver Forschungsarbeit soll den Wissenschaftlern nun ein erneuter Durchbruch gelungen sein.

Künstliche DNS-Basen ermöglichen neue Materialien

Denn einer aktuellen Publikation zufolge haben sie es geschafft, die Basen X und Y in jene Gene der semisynthetischen Mikrobe einzusetzen, die für die Codierung von Proteinen verantwortlich sind. In der Folge produzierten die manipulierten Gene erstmals Aminosäuren, die natürlich nicht vorkommen. Für Romesberg handelt es sich bei der Mikrobe zwar noch nicht um eine komplett neue Lebensform, „aber sie ist näher dran als alles zuvor Erschaffene“.

In natürlicher DNS können theoretisch 64 Aminosäuren kodiert werden, mit sechs Code-Basen hingegen gibt es 216 Kombinationsmöglichkeiten.

Durch die neuen Kombinationsmöglichkeiten der Basen können die Forschern eine riesige Bandbreite an organischen Materialien erzeugen. In ersten Experimenten haben sie das Escherichia coli beispielsweise dazu gebracht, ein grün fluoreszierendes Protein zu produzieren. Durch dieses sind die Kolibakterien unter dem Mikroskop auch ohne zusätzliche Lichtquelle sichtbar. Künftig, so hoffen die Wissenschaftler, soll ihre Entdeckung darüber hinaus dabei helfen, Medikamente, Kunststoffe und andere Materialien herzustellen.

 

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