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Künstliches Leben: Erstes Bakterium mit synthetischem Erbgut

Synthetisches <i> Mycoplasma mycoides</i>
Schon 2007 bauten Forscher um den US-Biochemiker Craig Venter das Genom eines Mikroorganismus chemisch nach. Später fanden sie in gezielten Versuchen heraus, wie sich das Erbgut eines Bakteriums erfolgreich in ein anderes übertragen lässt. Nun kombinierte der "Herr der Gene" beide Verfahren, um die erste "synthetische Zelle" zu erzeugen: Mit seinem Team setzte er aus einzelnen Nukleotiden das komplette Genom des Bakteriums Mycoplasma mycoides in leicht abgewandelter Form zusammen und überführte es in dessen nahen Verwandten M. capricolum.

Synthetisches Erbgut | Schematische Darstellung der Prozedur zur künstlichen Synthese des ringförmigen Genoms des Bakteriums M. mycoides.
Da sich mit chemischen Methoden bisher nur relativ kurze DNA-Abschnitte herstellen lassen, übertrugen die Forscher die Teilstücke zunächst in Hefe, deren DNA-Reparaturmechanismus sie zu größeren Einheiten zusammenfügte. Nach drei solchen Runden war schließlich ein bakterielles Genom mit einer Gesamtlänge von über einer Million Basenpaaren entstanden. Um das Syntheseprodukt von natürlichem Bakterienerbgut unterscheiden zu können, bauten die Wissenschaftler zusätzliche Gensequenzen als Erkennungsmerkmal ein.

Mit dem neuen Genom produzierte das ehemalige M. capricolum nur noch Proteine von M. mycoides und übernahm dessen Erscheinungsbild. 14 Gene fehlten oder funktionierten nicht richtig, weil sie von den Forschern absichtlich weggelassen wurden oder weil während der Synthese ein Fehler aufgetreten war. Trotzdem entwickelten sich die Zellen normal und konnten sich sogar vermehren. Venter und sein Team hoffen nun, künftig maßgeschneiderte Genome zusammenbauen zu können und Bakterien damit zu befähigen, beispielsweise Kraft- oder Impfstoffe herzustellen. (jvs)

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  • Quellen
Gibson, D. et al.: Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome. In Science 10.1126/science.1190719, 2010.

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