Synthetische Biologie: Lichtschalter und Origami

Ferngesteuerte Zellen, maßgeschneiderte Proteine, künstliches Leben – aus ingenieurwissenschaftlicher Perspektive entwickelt die Synthetische Biologie Methoden, um zelluläre Prozesse gezielt zu verändern oder sogar neu zu entwerfen. Besonders spannend ist dabei die Frage, wie sich Zellen quasi fernsteuern lassen – etwa durch Licht oder chemische Signale. Über speziell designte Proteine können zentrale Vorgänge wie Zellteilung, Bewegung oder Proteinverlagerung präzise kontrolliert werden.
Was nach Science-Fiction klingt, ist in der Forschung bereits Realität: Mit modernen Techniken wie Genom-Editierung und Protein-Engineering gelingt es, Zellen und sogar komplexe Organismen gezielt zu beeinflussen. Dominik Niopek zeigt in seinem Vortrag anhand aktueller Beispiele, was die Synthetische Biologie heute kann, was sie will – und welche ethischen und gesellschaftlichen Fragen sich daraus ergeben.

Die Entstehung von Leben auf der Erde beweist: Belebte Materie kann aus unbelebten Bausteinen entstehen. Aber ist es möglich, diesen Prozess im Labor nachzuvollziehen? Können einzelne Moleküle zu einer künstlichen lebendigen Zelle zusammengesetzt werden? Was lange Zeit Gegenstand philosophischer Spekulation war, ist heute mit Experimenten zugänglich. Mit DNA und RNA Origami, der Faltkunst in der Nanowelt, werden zelluläre Komponenten entworfen. Sie lassen sich in zell-ähnliche Kompartimente einschließen. Die Vision, ein lebendiges „Modelsystem“ zu konstruieren, erscheint nicht mehr unerreichbar. Sie verleiht einer alten Frage neue Bedeutsamkeit: „Was ist Leben?“ Der Erfolg physikalischer Modelle bei der Beschreibung der unbelebten Welt lässt erahnen, wie eine synthetische Modellzelle die Wissenschaft und unser Verständnis vom Leben revolutionieren könnte. Darüber hinaus ließe sich mit der künstlichen Zelle womöglich ein Weg eröffnen, um die Produktion von Wirkstoffen und Materialien grundlegend zu revolutionieren dank der einzigartigen Fähigkeit zur Evolution, die eine synthetische Zelle besitzen müsste. Künstliche Zellen könnten als Mikroroboter agieren, kranke Zellen ersetzen oder als programmierbare Arzneistoffträger dienen.