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Forscher erzeugen künstliches Bakteriengenom

Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich ist ein Durchbruch gelungen. Sie haben es geschafft, das Erbgut eines Bakteriums am Computer zu erzeugen und zu synthetisieren. Die Methode hat das Potenzial, die Biotechnologie zu revolutionieren.

ETH Zurich,Jonathan Venetz
Bild: ETH Zurich,Jonathan Venetz

Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) haben laut einer Mitteilung das weltweit erste komplett am Computer erzeugte Genom eines Lebewesens erstellt. Noch existiert Caulobacter crescentus-2.0 nur als grosses Erbgutmolekül, nicht als Organismus. Es basiert auf dem Genom des Süsswasserbakteriums Caulobacter crescentus. Das Genom dieses Bakteriums haben die Forscher mit einer eigens entwickelten Software am Computer umgeschrieben, in Teilstücken synthetisiert und nach Funktionstests zusammengebaut. Der genetische Code enthält einen gewissen Spielraum, mit dem Umschreiben des Genoms änderte sich laut der ETH auf Protein-Ebene nichts.

Die neue Methode sei auch ein Lackmustest, um zu überprüfen, ob die Biologen die Genetik richtig verstanden hätten, um allfällige Wissenslücken zu entdecken, erklärt ETH-Professor Beat Christen in der Mitteilung. Das umgeschriebene Erbgut enthält zwangsläufig nur Information, welche die Forscher auch verstanden haben. Allfällige zusätzliche in der DNA-Sequenz versteckte und von der Wissenschaft noch nicht verstandene Information wäre durch die Neukodierung verloren gegangen. Tatsächlich stellten die Forschenden fest, dass nur 580 der 680 künstlichen Gene funktionsfähig waren. Nun wollen sie eine verbesserte Genom-Version 3.0 entwickeln.

„Wir glauben, dass es bald auch möglich sein wird, aus einem solchen Genom funktionsfähige bakterielle Zellen herzustellen“, sagt Christen. Dies habe ein grosses Potenzial. Zu möglichen künftigen Anwendungen gehören synthetische Mikroorganismen, die in der Biotechnologie zum Einsatz kommen könnten – etwa zur Herstellung von komplexen pharmazeutisch wirksamen Molekülen oder Vitaminen. Die Technologie ist laut ETH universell auf alle Mikroorganismen anwendbar, nicht nur Caulobacter. Auch die Herstellung von Impfstoffen auf DNA-Basis sei denkbar. 

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