Der Genomforscher J. Craig Venter hat den nächsten Schritt in seinen Bemühungen getan, künstliches Leben zu schaffen, indem er das vollständige Genom eines Bakteriums synthetisierte und es zur Steuerung einer Zelle nutzte. Dr. Venter nennt das Ergebnis „synthetische Zelle” und präsentiert seine Forschung als einen großen Durchbruch, der den Weg für die Schaffung nützlicher Mikroben ebnen wird, die Produkte wie Impfstoffe und Biokraftstoffe herstellen würden.

Auf der Pressekonferenz Dr. Venter beschrieb die künstliche Zelle als die erste selbstregulierende Spezies auf unserem Planeten, deren Eltern ein Computer sei. „Dies ist sowohl ein philosophischer als auch ein technischer Fortschritt“, sagte er und fügte hinzu, dass die synthetische Zelle neue Fragen über die Natur des Lebens aufwirft. Andere Wissenschaftler sind sich einig, dass ihm der technische Erfolg gelungen ist, ein großes Stück DNA mit einer Länge von einer Million Genen genau genug zu synthetisieren, um die DNA in der ursprünglichen Zelle zu ersetzen. Einige Wissenschaftler halten diesen Ansatz für weit hergeholt, da die Entwicklung neuer Organismen Jahre dauern wird. Fortschritte bei der Herstellung von Biokraftstoffen gibt es bisher nur mit konventionellen gentechnischen Methoden, bei denen jeweils nur wenige Gene in vorhandenen Organismen (Bakterien) verändert werden ). Die Geschichte macht deutlich, dass es einige äußerst wichtige Dinge gibt, die Venter noch nicht getan hat.

Das Ziel von Dr. Venteras Ziel ist es, die vollständige Kontrolle über das Genom eines Bakteriums zu erlangen, indem es zunächst seine DNA im Labor synthetisiert und dann ein neues Genom entwirft, das viele seiner ursprünglichen Funktionen verliert und mit neuen Genen ausgestattet ist, um die Produktion nützlicher Produkte zu steuern. „Es ist eine große Herausforderung, jeden Buchstaben im Genom zu rekonstruieren und zu bilden, denn das bedeutet, dass man ihn in verschiedene Gene einbauen kann“, sagte Gerald Joyce, Biologe am Scripps Research Institute in La Jolla, Kalifornien.

Als Reaktion auf diesen wissenschaftlichen Bericht forderte Präsident Obama die Kommission für Bioethik des Weißen Hauses auf, innerhalb von sechs Monaten eine Studie zu den durch die synthetische Biologie aufgeworfenen Fragen abzuschließen und ihm über ihre Ergebnisse Bericht zu erstatten. Er sagte, die neue Entwicklung sei ein echtes Problem, ging jedoch nicht näher darauf ein. Den ersten Schritt in Richtung dieses Ziels machte Dr. Venter vor drei Jahren, indem er vorschlug, dass die natürliche DNA eines Bakteriums in ein anderes Bakterium eingefügt werden und die Wirtszelle übernehmen könnte. Letztes Jahr synthetisierte sein Team einen DNA-Abschnitt mit 1,080.000 Basen – den chemischen Einheiten, aus denen die DNA besteht.

Im letzten Schritt arbeitete ein Team unter der Leitung von Daniel G. Gibson, Hamilton O. Smith und Dr. Venter erklärt in einer Stellungnahme in der Zeitschrift Science: Wenn die synthetische DNA genauso wie ihre natürliche DNA von der Bakterienzelle übernommen wird, erzeugt die Zelle anstelle ihrer eigenen natürlichen DNA Proteine, die durch die genetische Information der neuen DNA spezifiziert werden. Das Team bestellte 1000 Einheiten DNA-Sequenzen bei Blue Heron, einem Unternehmen, das sich auf DNA-Synthese spezialisiert und eine Technik zum Zusammensetzen kürzerer Abschnitte eines vollständigen Genoms entwickelt hat. Die Kosten des Projekts beliefen sich auf 40 Millionen Dollar, der größte Teil davon wurde von Synthetic Genomics, gegründet von Dr., bezahlt. Venter.

Die von Dr. verwendeten Bakterien Allerdings ist Ventera für die Biokraftstoffproduktion ungeeignet. Dr. Venter sagte, er werde sich auf die Schaffung verschiedener Organismen konzentrieren. Synthetic Genomics hat einen Vertrag mit Exxon zur Herstellung von Biokraftstoffen aus Algen. Exxon ist bereit, bis zu 600 Millionen US-Dollar auszugeben, wenn alle Bedingungen erfüllt sind. Dr. Venter sagte, sie würden versuchen, das gesamte Genom der Algen so zu manipulieren, dass wir 50 bis 60 verschiedene Parameter für ihr Wachstum verändern und so überproduktive Organismen zur Treibstoffproduktion schaffen könnten. Auf seinen Yachtreisen um die Welt analysierte Dr. Venter die DNA vieler Mikroorganismen im Meerwasser und verfügt heute über eine Bibliothek von etwa 40 Millionen Genen, hauptsächlich aus Algen. Diese Gene werden die Quelle dafür sein, dass die gefangenen Algen nützliche Chemikalien produzieren.

„Ich denke, Craig Venter übertreibt die Bedeutung dieser Sache ein wenig“, sagte David Baltimore, Genetiker am Caltech. Er beschrieb das Ergebnis eher als technisches „Husarenstück“ denn als wissenschaftlichen Durchbruch. „Er hat das Leben nicht erschaffen, er hat es nur nachgeahmt“, sagte Dr. Baltimore. Annäherung an Dr. Ventera sei nicht unbedingt ein Weg zur Produktion nützlicher Mikroorganismen, sagte George Church, Genomforscher an der Harvard Medical School. Leroy Hood vom „Institute for Systems Biology“ in Seattle bezeichnete den Bericht von Dr. Ventera war zwar brillant, sagte jedoch, dass wir zunächst Gene und Netzwerke auf niedrigerer Ebene verstehen müssen, bevor wir versuchen, ganze Organismen von Grund auf zu entwerfen.

Im Jahr 2002 synthetisierte Eckard Wimmer von der State University of New York in Stony Brook das Genom des Poliovirus. Mit diesem Genom schuf er ein lebendes Virus, mit dem er Mäuse infizierte und tötete. Die Arbeit von Dr. Ventera auf Bakterien ist im Prinzip ähnlich, mit der Ausnahme, dass das Genom des Poliovirus nur 7 Einheiten lang ist und das Genom von Bakterien mehr als 500 Mal länger ist.

Die Umweltgruppe Friends of the Earth verurteilte das synthetische Genom als gefährliche neue Technologie und sagte, Venter solle alle weiteren Forschungen einstellen, bis angemessene Sicherheitsvorschriften in Kraft seien. Das synthetisierte Genom von Dr. Ventera ist einem natürlichen Bakterium nachempfunden, das Ziegen infiziert. Bevor er die DNA kopierte, sagte Venter, habe er daraus 14 Gene ausgewählt, die pathogen sein könnten, sodass die neuen Bakterien, selbst wenn sie entkommen würden, den Ziegen wahrscheinlich keinen Schaden zufügen würden.

Die Behauptung von Dr. Venteras Schaffung einer synthetischen Zelle beunruhigt Menschen, die denken, dass er damit eine neue Lebensform oder eine künstliche Zelle geschaffen hat. „Das stimmt natürlich nicht, denn sein Ausgangsmaterial ist eine biologische Lebensform“, sagte Dr. Joyce von Scripps. Dr. Venter kopierte einfach die DNA einer Bakterienart und fügte sie in eine andere ein. Das zweite Bakterium produzierte alle Proteine ​​und Organellen der sogenannten synthetischen Zelle gemäß den in der eingebetteten DNA-Struktur kodierten Spezifikationen. „Ich fürchte, einige Leute werden zu dem Schluss kommen, dass Venter eine neue Lebensform geschaffen hat“, sagte Jim Collins, ein Biotechnologie-Ingenieur an der Boston University. "Was er geschaffen hat, ist ein Organismus mit einem synthetisierten natürlichen Genom. Dies bedeutet jedoch nicht, Leben von Grund auf neu zu erschaffen oder eine neue Lebensform zu schaffen“, sagte er.