Proteine sind an allen wichtigen Prozessen des Lebens beteiligt. Die Forschung arbeitet daher an künstlichen Eiweißen, die besser wirken als ihre natürlichen Vorbilder. Das sogenannte Proteindesign könnte in Zukunft die Medizin revolutionieren, zum Beispiel im Kampf gegen Pandemien. Die Technologie birgt aber auch Risiken.
Künstliche Eiweiße, die besser funktionieren als ihre natürlichen Vorbilder – das ist die Idee von Proteindesign. Forscherinnen und Forscher erzeugen dabei synthetische Proteine, die ganz bestimmte Aufgaben erfüllen können.
Einen wichtigen Schritt zum Gelingen dieses Vorhabens hat vor kurzem eine künstliche Intelligenz (KI) aus dem Google-Imperium ermöglicht. Sie entschlüsselte große Teile der sogenannten Proteinfaltung, die die Form und damit auch die Funktion von Aminosäureketten bestimmt.
Im Gespräch mit detektor.fm-Moderator Marc Zimmer erklärt Frank Schubert von Spektrum der Wissenschaft, wie Proteindesign funktioniert und welches Potenzial in der Technologie steckt.
Viele Menschen glauben, dass die natürliche Evolution optimale Lösungen liefert. Dem ist nicht so. Das ist ein Missverständnis. Forscherinnen und Forscher können beispielsweise künstliche Proteine herstellen, die viel besser wirken als die natürlichen – zum Beispiel gegen Viren.
Frank Schubert
Denn weil Eiweiße an praktisch allen wichtigen Prozessen des Lebens beteiligt sind, haben Forscherinnen und Forscher große Hoffnungen. Die Medizin träumt etwa von Wirkstoffen der Zukunft, die gezielt auf Viren und Erreger reagieren und diese besser bekämpfen können als die körpereigenen Antikörper.
So wird beispielsweise bereits an einem Corona-Impfstoff gearbeitet, der auf synthetischen Proteinen beruht. In ersten Tests erzielte er deutlich bessere Ergebnisse als die bisher zugelassenen Präparate.
Auch abseits der Medizin könnte Proteindesign hilfreich sein, etwa beim Klimaschutz: Theoretisch könnten künstliche Eiweißstrukturen im großen Stil Photosynthese betreiben und so CO2 aus der Luft filtern. Allerdings birgt diese Technologie auch Risiken. Denn in den falschen Händen könnte Proteindesign auch zur Entwicklung von Biowaffen dienen.