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Biologie: Die unverwundbare Zelle

Biologen arbeiten an einem künstlichen Organismus, dem kein Virus etwas anhaben kann. Als Nächstes ­könnten sie menschliche Zellen herstellen, die immun ­gegen Virenangriffe sind.
ImmunabwehrLaden...

Ein winziger Angreifer, etwa 1000-mal kleiner als seine Beute, landet auf einem Bakterium der Art Escherichia coli. Sechs dünne Beine geben einem Körper Halt, der anmutet wie eine Spritze mit einem riesigen Kopf. Durch eine Pore injiziert er seine DNA in die Zelle von E. coli, die daraufhin beginnt, anhand dieses Bauplans viele weitere Kopien des Aggressors anzufertigen. Bei ihm handelt es sich um den Lambda-Phagen, und wie unzählige Viren vor ihm kapert er gerade die zelluläre Maschinerie seines Opfers, um sich zu vermehren. Weil er lediglich aus einer Proteinkapsel mit Blaupausen zur Produktion weiterer Kopien seiner selbst besteht, kann der Bakteriophage ohne fremde Hilfe kein neues Material aufbauen. Die feindliche Übernahme funktioniert, weil alle Organismen – von Schnupfen auslösenden Rhinoviren bis zum Rhinozeros auf den Ebenen Afrikas – dasselbe Codiersystem verwenden, das auf Nukleinsäuren wie der DNA basiert. Einmal mit dem Code gefüttert, baut eine Zelle anhand der enthaltenen Anweisungen Proteine zusammen.

Im infizierten Bakterium bilden sich jetzt neue virale Proteine. Innerhalb von Minuten wird die Zelle platzen und eine Vielzahl brandneuer Lambda-Phagen freisetzen – von denen jeder einzelne ein neues Bakterium befallen wird, so dass sich der Vermehrungszyklus immer aufs Neue wiederholt. Doch plötzlich stoppt die zelluläre Maschinerie. Zum ersten Mal im ewigen Zweikampf zwischen Virus und Zelle kann die Zelle die Virus-DNA nicht mehr richtig lesen. Damit ist das Ende des Bakteriophagen eingeläutet …

September 2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft September 2019

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  • Quellen

Chari, R., Church, G. M.: Beyond editing to writing large genomes. Nature Reviews Genetics 18, 2017

Ostrov, N. et al.: Design, synthesis, and testing toward a 57-codon genome. Science 353, 2016