Künstliches Leben aus dem Reagenzglas: Forschende versuchen mit neuen Methoden Zellen zu erschaffen, die mehr können als die Natur.
Künstliches Leben zu erschaffen ist eine große Herausforderung. Denn wo das Leben herkommt und wann es überhaupt beginnt, gibt Forschenden bis heute Rätsel auf. Doch neue Ansätze sind vielversprechend.
Im Zentrum steht dabei der sogenannte Bottom-up-Ansatz: Statt bestehende Zellen genetisch zu verändern (Top-down), werden hier Zellen von Grund auf aus einzelnen Molekülen aufgebaut. Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das sich selbst vervielfältigen und evolvieren kann — ein möglicher Übergang von unbelebter zu lebendiger Materie.
Genutzt werden dafür vor allem DNA und RNA. Während DNA als stabiler Informationsträger dient, ermöglicht RNA durch ihre vielseitigen Faltungsstrukturen komplexe Funktionen. Mithilfe von Computerdesign werden RNA-Sequenzen so entworfen, dass sie sich zu gewünschten Nanostrukturen falten. Fachleute nennen diese Technik „Origami“. Dieses Verfahren funktioniert unter physiologischen Bedingungen und ist gut skalierbar, etwa durch Produktion in Bakterien.
Ein zentraler Vorteil des Bottom-up-Ansatzes liegt darin, dass er Lösungen ermöglicht, die die natürliche Evolution nie hervorgebracht hat. Evolution verläuft zufällig und ist durch bestehende Organismen und Umweltbedingungen eingeschränkt. Im Labor hingegen können gezielt neue Systeme entwickelt und durch gerichtete Evolution optimiert werden.
Langfristig möchte man künstliche Minimalzellen entwickeln, die grundlegende Eigenschaften des Lebens besitzen. Diese wären deutlich einfacher als heutige Zellen, könnten aber als Ausgangspunkt für neue Formen von Leben dienen. Anwendungen reichen von medizinischen Therapien bis hin zu neuartigen biotechnologischen Systemen.
Wie einfach kann künstliches Leben sein? Das weiß man leider noch nicht.
Frank Schubert
Frank Schubert ist Biologe und Redakteur bei Spektrum der Wissenschaft. Im Gespräch mit detektor.fm-Moderator Marc Zimmer erklärt er, wie die neuen Ansätze für künstliches Leben aussehen, warum sie so revolutionär sind und welche Hürden es für die Forschung derzeit noch gibt.